Smartgrids, transacciones de energía basadas en blockchain

Tiempo de lectura: 15 min

¡¡ Smartgrids !!

Por fin tocamos el tema. ¿Sabes qué es una smartgrid? ¿Sabes que son el futuro de las redes eléctricas y  que permitirán que puedas vender y comprar energía directamente de los particulares?

Para responder a la primera pregunta, mejor dejo que te lo explique la propia Wikipedia

Y para la segunda, te traigo la traducción y resumen de un artículo técnico escrito por algunos miembros de la Universidad de Vanderbilt.

Laszka, A., Dubey, A., Walker, M., & Schmidt, D. (2017). Providing Privacy, Safety, and Security in IoT-Based Transactive Energy Systems using Distributed Ledgers. Retrieved from http://arxiv.org/abs/1709.09614

Providing Privacy, Safety, and Security in

IoT-Based Transactive Energy Systems using Distributed Ledgers

Smart-grid

ABSTRACT (Traducción literal)

Las redes eléctricas están teniendo grandes cambios debido al rápido crecimiento de las energías renovables y a las mejoras en las tecnologías de baterías. Aunque estos cambios mejoran la sostenibilidad y eficiencia, también crean importantes retos de gestión conforme crece la complejidad de los sistemas eléctricos.

Para abordar estos cambios están surgiendo soluciones descentralizadas IoT, que conforman micro redes de transacciones entre comunidades locales.

Dentro de las microredes, o microgrids, los “prosumers” (consumidores con capacidad de generar y almacenar electricidad) pueden negociar con la energía entre ellos, y por lo tanto suavizar la carga en la red central al usar recursos locales.

           Es difícil aportar seguridad y privacidad en un sistema de transacciones de energía distribuido

Por un lado, la información personal de los usuarios debe ser protegida del resto de participantes y del operador de la red. Por otro lado, el sistema debe protegerse de transacciones maliciosas o imprudentes, que podrían desestabilizar la red por completo.

Este artículo describe PETra, Privacy Preserving Energy Transactions (transacciones de energía manteniendo la privacidad), que es una solución de seguridad para las transacciones en microrredes que permiten que los consumidores negocien energía sin sacrificar la privacidad. PETra está basada en registros distribuidos, como los blockchain, y aporta anonimato para las comunicaciones, las pujas y los acuerdos.


Introducción

La aparición y gran crecimiento de las energías renovables requieren de una mayor visibilidad e integración en las redes eléctricas. Además supone la descentralización de la producción de energía, lo que supone un problema en el balanceo de la carga y los picos de demanda de electricidad.

Hay una visión diferente, basada en la completa descentralización de la producción y carga de energía, formando micro redes que agrupan a comunidades de vecinos, capaces de producir energía, almacenarla y negociar entre ellos.

A este tipo de usuarios se les llama prosumers (productores-consumidores)

El sistema de transacciones de energía permite la adaptabilidad dinámica de la red en función de la demanda y balanceo de carga necesarios en cada momento. En este mercado los “prosumers” pueden negociar de forma libre con la energía de forma local.

Los Operadores del Sistema de Distribución, o DSO, seguirán custodiando este mercado al mismo tiempo que asegurarán la demanda neta de la red.

Existe un piloto en el barrio neoyorkino de Brooklyn  donde ya tienen este sistema en marcha a modo de piloto.

Por un lado las transacciones de energía son un problema de gestión de un sistema electricidad descentralizado. Por otro lado se trata de un mercado distribuido donde hay que controlar las transacciones erróneas y maliciosas, que podrían terminar con un sistema eléctrico desestabilizado.

La forma de abordarlo es creando un sistema informático formado por los contadores inteligentes (smart meters), inversores inteligentes, los productores de energía, las subestaciones, los sistemas centrales de las compañías y el operador de la red eléctrica.

Recientemente se han construidos algunos sistemas para smart grids de demanda y oferta de energía basados en soluciones IoT. Podemos encontrar buenos ejemplos en Volttron, OpenFMB y RIAPS, aunque están más centrados en la computación distribuida y la telemetría que en aportar la privacidad necesaria en un mercado de transacciones de energía.

En este artículo se asume la existencia de una infraestructura como la de los ejemplos anteriores y se centra en dar solución a los siguientes retos:

  • Filtración de los patrones de uso de energía de los consumidores. Si nunca lo habías pensado ya es hora de que lo hagas: alguien que acceda a tus datos de uso de la electricidad podría elaborar una predicción que indicase cuándo estás en casa y cuando no.
  • Inferir el comportamiento futuro de una persona. Como continuación del punto anterior, si además, alguien puede acceder a tus pretensiones de compra y venta de energía tendría el cuadro completo. Es decir, podría saber con antelación si vas  a estar en casa o de viaje, tan solo comprobando cuándo vas a poner en venta tu energía o cuándo vas a necesitar más.
  • Información personal. A partir de los dos puntos anteriores podría determinar tu estatus social, dirección habitual (a partir del smart-meter), etc.

Además, del tratamiento privado de las transacciones, una red eléctrica que funciona mediante transacciones de energía debe protegerse de los intentos de desestabilización, intencionado o no, que puedan producirse mediante la creación de expectativas de energía que, de no cumplirse, pondrían en riesgo el suministro.

Transacciones de energía preservando la privacidad (PETra)

El artículo presenta PETra (Privacy-preserving Energy Transactions) como un sistemas basado en registros distribuidos (o blockchain) cuyos principales objetivos son:

  1. Permite el mercado con futuros de energía de una forma segura y verificable.
  2. Mantiene la privacidad de los prosumers
  3. Permite a la distribuidora regular el mercado y hacer cumplir ciertas reglas.

Funcionamiento y requisitos

Definamos una microrred (o microgrid), como un conjunto de nodos, usuarios residenciales, que están organizados bajo un mismo punto de distribución de la red, y que pueden intercambiar energía entre ellos.

Cada de esos nodos prosumers dispondrá de un inversor inteligente y un smart meter.

El operador del sistema distribuido (o DSO) dispondrá a su vez de ciertos nodos de control en cada microrred para poder asegurar el correcto suministro de la misma o aislarla del resto del sistema si fuera necesario. El DSO es pues responsable de gestionar la entrada y salida de flujo de la microgrid.

El modelo de red transaccional

Para describir todo el modelo podríamos empezar viendo los elementos que lo componen:

  • Un registro distribuido, o blockchain, para almacenar las transacciones
  • Un servicio de almacenamiento de ofertas para facilitar encontrar un socio comercial.
  • Un controlador de red para gestionar la carga de la microrred.
  • Y smart meters para medir la energía producida y consumida por los prosumers.
Elementos de PETra: los elementos marcados en azul son los pertenecientes a los sistemas de transacciones de energía, mientras que los rojos son añadidos por PETra

Registro distribuido

En el blockchain se almacena información diversra, como las transacciones entre prosumers o los cambios en la regulación del DSO, por ejemplo. Blockchain es la elección preferida para este fin ya que asegura que los datos introducidos son inmutables. Además, su carácter distribuido aporta la tolerancia a fallos.

Está fuera del objetivo del artículo entrar en profundidad en las distintas implementaciones y nombres de blockchain o sus algoritmos de consenso y, por lo tanto, da por hecho que existe uno que da soporte a los requisitos de PETra.

Servicio de almacenamiento de ofertas

A pesar de que las transacciones se realizan de forma directa entre prosumers, para que el sistema sea escalable es preferible que encuentren socios a través del servicio de almacenamiento de ofertas (Bid Storage Service). De nuevo, para tener escalabilidad y disponibilidad es deseable que este servicio cuente con varios nodos y sea distribuido.

Controlador de microrred

Se asume que también hay un controlador gestionado por el DSO que se encarga de gestionar la carga de la microgrid y conectarla con el resto de la red eléctrica.

El controlador predice la carga de la red basándose en las transacciones actuales en el blockchain 
y las ofertas y demandas almacenadas en el servicio de almacenamiento. 

Con esta información el controlador genera la señal de control necesaria para disminuir o incrementar la carga de la microrred.

Asimismo, basándose en esta señal, el controlador actualizará la política de precios para influir en productores y consumidores.

Se estima que existirá, como mínimo, un segundo controlador para regular el voltaje y frecuencia en la microrred.

Medidores inteligentes (smart meters)

Es el contador inteligente que permitirá medir lo que un prosumer produce o consume, y envía la información necesaria para generar la factura. Debe cumplir medidas de seguridad que impidan su manipulación.

Requisitos que deben cumplir las transacciones de energía

Los principales requisitos son: seguridad, protección y privacidad

  • Seguridad. La facturación a los consumidores debe estar acorde con las políticas de precios y las transacciones de energía realizadas. Un atacante u otro prosumer no puede cambiar las normas y reglas de las transacciones. Las transacciones deben estar validadas por el DSO y no pueden realizarse de forma independiente por los usuarios.
  • Protección de la microrred ante posibles desestabilizaciones y ataques. Un prosumer podría llegar a desestabilizar la microgrid si anuncia producir o consumir una gran cantidad de energía y luego no lo hace. Si esta diferencia entre lo previsto y lo real es muy grande podría llegar a afectar a la red principal también. El DSO puede poner límites al tamaño de las transacciones. También puede apartar del sistema a un usuario cuyo comportamiento no está acorde con las reglas de funcionamiento.
  • Privacidad. Es uno de los aspectos fundamentales del sistema. Podemos ver estas dos vertientes:
    • Protección de los datos privados del consumidor, que solamente deben estar a disposición del smart meter y del DSO. A partir de ahí todas las transacciones deben ser anónimas.
    • Solo el prosumer sabe las ofertas que ha realizado y las que ha adquirido, nadie más sabe con quién está cerrando los acuerdos.

Transacciones de energía con privacidad

A continuación te describo del funcionamiento de todo el sistema.

Movimiento de las transacciones

Workflow de venta de energía

Workflow que sigue la transacción de venta de energía

Cuando un prosumer quiere vender una cierta cantidad de energía el primer paso que debe dar es “extraer” un “recurso de energía” del smart meter (1). Este recurso de venta de energía representa el permiso que otorga el DSO para que el prosumer pueda negociar con él. Esta concesión queda almacenada en el registro distribuido o blockchain.

En este punto el usuario aún podría ser identificable, puesto que al tratarse de un blockchain público la transacción identifica directamente al prosumer y su smart meter.

Por esto el sistema PETra implementa un servicio distribuido de mezcla de direcciones (2), previo a registro de operaciones en blockchain, como por ejemplo CoinShuffle. Dado que el sistema procesa muchas transacciones al mismo tiempo tampoco es posible identificar al usuario por el momento en que hace el movimiento. El servicio de mezcla devuelve al usuario original la dirección (3) con la que se ha realizado la transacción, pues más adelante deberá demostrar que tiene control sobre la misma.

Tras este punto el prosumer ya puede participar en el mercado de energía de forma anónima. Su oferta de venta de energía queda almacenada en el servicio de almacenamiento de ofertas (4), de manera que un posible comprador pueda localizarlo y contratarlo si le interesa.

Para alojar su oferta en el sistema el usuario debe demostrar que posee un recurso de energía, 
extraído anteriormente de su smart meter. 

Básicamente la oferta de venta de energía consta de los siguientes datos:

  • Una dirección anónima para la operación
  • Un precio
  • La referencia a un recurso de energía extraído previamente

Una vez que el vendedor y el comprador están de acuerdo generan una transacción (5) que se almacena en el blockchain y que realiza estas acciones:

  • Transfiere un recurso de producción del vendedor al comprador
  • Transfiere un recurso financiero y de consumo del comprador al vendedor. El recurso financiero es la cantidad de dinero establecida. El recurso de consumo es el permiso que tiene el comprador para realizar la compra.

Finalmente el vendedor deposita en su smart meter el recurso financiero y el permiso de compra o recurso de consumo (6).

  • La transferencia al smart meter también se hace a una dirección anónima controlada por éste último. Es la forma de asegurar el anonimato de todas las partes.
  • Además el smart meter debe hacer comprobaciones sobre las cantidades extraídas y los permisos de compra depositados, para poder calcular luego la facturación.

Workflow de compra de energía

Para ver toda la operación desde el punto de vista del comprador vamos a observar solamente las diferencias con el caso anterior:

  • Primero el comprador extrae una cantidad económica del smart meter, a la par que un recurso de consumo o, visto de otra forma, un permiso de compra. En este punto el DSO comprueba la solvencia económica y las condiciones del prosumer para aprobar la extracción de ambos elementos.
  • Mediante el servicio de mezclado y anonimizado de direcciones, escribe la demanda en el servicio de ofertas y demandas, con la idea de encontrar un socio. Antes de transferir la demanda de energía ha debido probar que tiene control y posee tanto el recurso económico como el de consumo.
  • Una vez encontrado y la transacción se ha realizado, transfiere la cantidad de energía a su smart meter.
  • Si además no se ha llegado a consumir toda la cantidad económica en esta transacción, se hace una devolución al smart meter de la cantidad económica sobrante.

Las transacciones

A continuación veremos en algo más de profundidad qué son las transacciones, que características tienen y qué datos contienen.

Sincronización

Sin duda alguna la coordinación en el tiempo de toda la operativa es fundamental: por un lado las señales de control de la empresa de energía para estabilizar y controlar la red eléctrica. Por otro lado las transacciones que realizan los prosumers indicando el momento en que van a producir o consumir energía.

Lo lógico será tomar como sincronización las señales de la red física eléctrica, de tal manera que las transacciones se deben realizar coordinadas con la división del tiempo que realice el DSO en su red.

Recursos

Existen tres tipos de recursos, cada uno contiene datos distintos:

  • EPA (Energy produccion asset o recurso de producción de energía). Contiene los datos:
    • Energía, medida en vatios, que va a producirse
    • Comienzo, primer momento de comienzo de producción
    • Final, momento en que deja de producirse la energía
  • ECA (Energy consumption asset o recurso de consumo de energía. Contiene estos datos:
    • Energía que se va a consumir
    • Comienzo, momento inicial del consumo
    • Final, cuándo terminará el consumo
  • FA (Financial asset o recurso económico). Solo contiene la cantidad económica de la transacción. Puede ser una cantidad en moneda fiat o real o en moneda virtual o criptomoneda.

Transacciones de energía y económicas

Se usan en los siguientes casos:

  • Intercambiar energía entre prosumers
  • Para probar al servicio de ofertas y demandas que se poseen los recursos
  • Para ocultar la identidad y usar el servicio de mezclado y anonimizado
  • Depositar recursos en los smart meters

Vamos a analizar los datos que contiene cualquiera de estas transacciones. Básicamente todas ellas transfieren ciertas cantidades de recursos hacia otro usuario. Estos recursos pueden ser productivos, consumidores o económicos (EPA, ECA o FA):

  • Entradas, todas ellas hacen referencia al origen del recurso, para poder comprobar de dónde vienen estos:
    • EPA_in: Es una lista de recursos de producción, por lo tanto contiene tanto la dirección de cada uno de ellos como la firma de aquella operación.
    • ECA_in: Igualmente es una lista de recursos de consumo y cada elemento apunta a la transacción de donde salió el recurso, conteniendo una referencia a ésta y su firma.
    • FA_in: Ídem con los recursos financieros o económicos. Es una lista de varios elementos apuntando a su origen.
  • Salidas, contienen los destinos hacia donde se mueven los recursos. En las salidas podemos combinar varios elementos de entrada o dividirlos en trozos. Por ejemplo, podemos juntar tres elementos de la lista EPA_in (recursos producidos) para entregarlos en un solo recurso que supone la suma de los tres. O podríamos tomar una entrada de la lista FA_in y dividirla en dos partes para realizar dos compras distintas. Estos son los componentes de las salidas:
    • EPA_out: lista de elementos que productivos que van a ser entregados. Cada elementos está compuesto por un EPA (tal como se definió anteriormente) y una dirección de envío, la del destinatario.
    • ECA_out: análogamente, es la lista de elementos ECA que se envían a una dirección determinada.
    • FA_out: de igual forma hay una lista de FA que contiene todas las FA y direcciones a las que se va a realizar la entrega.

Por supuesto no todas las transacciones tienen todos los elementos, pues no es lo mismo una transacción donde un prosumer solicita EPA a su smart meter que la que se encarga de transferir recursos entre prosumers.

Las transacciones son válidas si cumplen estas condiciones:

  1. Ninguna de las entradas a las que se referencia ha sido usadas por otra transacción en el blockchain. Evitando así el problema del doble uso.
  2. Todas las firmas son válidas, lo que certifica que el recurso solo puede ser transferido por su verdadero dueño.
  3. Para cada intervalo de tiempo hay un balance nulo por cada tipo de recurso. Es decir, que todas las EPA que entran en el sistema han debido tener sus transacciones de salida. Igual con las ECA (permisos de consumo) y las FA (recursos económicos).

Si te gustan las fórmulas matemáticas aquí lo tienes expresado de manera formal:

Peligro matemáticas

\forall t: \sum_{}^{out \in EPA\_out: out.EPA.start \leq t \leq out.EPA.end}out.EPA.power = \sum_{}^{in \in EPA\_in: int.out.EPA.start \leq in.out.EPA.end}in.EPA.power

Igualmente lo expresaremos para las operaciones con ECA y con FA.

Transacciones de smart meter

Sin duda alguna estas una de las transacciones más interesantes, pues son el punto de entrada y salida de todo el sistema, y donde el DSO tiene algo que decir, debe realizar sus comprobaciones y establecer las reglas del juego.

Las transacciones que realizan los smart meters hacia los prosumers tienen los siguientes atributos:

  • EPA_out: lista de EPA (recursos de producción) con los que puede negociar el prosumer
  • ECA_out: lista de recursos de consumo para los que el prosumer debe buscar socio y realizar la compra
  • FA_out: lista de recursos económicos con los que el prosumer puede realizar las compras de energía.
  • ID: identificador del smart meter que realiza la entrega
  • SIG: firma del smart meter

El smart meter realiza la transferencia hacia la dirección del prosumer, siempre y cuando este esté autorizado por el DSO y cumpla algunas condiciones necesarias para entrar el mercado.

De esta forma las transacciones de smart meter son válidas si:

  1. El smart meter firmante está autorizado y no ha sido apartado por algún motivo
  2. La firma del smart meter es válida
  3. Cumple las reglas establecidas por el DSO, como podrían ser los límites que se pueden negociar de EPA y de ECA en cada intervalo de tiempo. Si te gustan las matemáticas …..

Peligro matemáticas

\forall t: \sum_{}^{tr \in STR_{i}, out \in tr.EPA\_out: out.EPA.start \leq t \leq out.EPA.end}out.EPA.power < MAXEPAi

(siendo STRi una transacción cualquiera en el intervalo i y MAXEPAi la cantidad máxima establecida por el DSO en dicho intervalo)

Igualmente lo podemos expresar para las ECA. Para los recursos económicos (FA) el smart meter deberá tener en cuenta la solvencia del prosumer y enviar al DSO los datos para facturación.

Transacciones del regulador (DSO)

Hay dos motivos principales por los que el DSO debe tener transacciones propias:

  • Para controlar los smart meters. Cuando se instala un nuevo medidor se informa a la microgrid de su existencia y se le autoriza a funcionar. Cuando un smart meter se desinstala o da de baja en el sistema automáticamente es baneado del sistema.
  • Para establecer las políticas de precios. El DSO, con la idea de controla la carga de la red, puede establecer un precio a los que los prosumers pueden comprarle la energía y un precio al que se la pueden vender al DSO.

Par realizar estas operaciones una STR (transacción de smart meter) contiene los siguientes datos:

  • authorize: lista de smart meters que deben ser autorizados. Para cada uno de ellos se da su ID y su clave pública (para hacer las comprobaciones de firma).
  • ban: lista de smart meters que son dados de baja
  • priceConsumption: precio al que el DSO vende energía de los prosumers
  • priceProduction: precio al que el DSO compra energía de los prosumers
  • time: momento a partir del cual esta transacción se hará efectiva (nuevos smart meters, eliminar los baneados, precios, etc)
  • sig: firma del DSO
Estas transacciones sólo son válidas si el dato time no está en el pasado y la firma sig del DSO es válida.

Por lo tanto, estas transacciones se sobrescriben unas a otras y el precio válido para un tiempo t es el de la última STR cuyo time es menor que el tiempo actual t.

Los servicios de anonimización

Tras haber hecho una descripción de cómo se realizan las transacciones y qué datos transporta cada una de ellas, veamos en qué consisten los servicio de anonimización y mezcla de direcciones para las operaciones de comunicaciones, las transacciones, las ofertas y demandas y el servicio de facturación del smart meter

Comunicaciones anónimas

Las comunicaciones anónimas son otro de esos puntos fundamentales, aunque hasta ahora no las hayamos nombrado. Existen distintas alternativas, pero la que proponen en el artículo que te estoy traduciendo está basada en onion routers como en archiconocido Tor. Estos sistemas permiten que las comunicaciones no sean trazables mediante sus direcciones IP, las direcciones MAC, etc.

Para formar la lista de onion routers se pueden usar los propios smart meters, equipos propiedad de los clientes u otros dispositivos, y pueden publicarse en el blockchain para el conocimiento de la red.

Transacciones anónimas

A pesar de que la mayor parte de implementaciones de blockchain permiten a los usuarios crear sus propias direcciones anónimas, en este caso esto no sería suficiente, puesto que el usuario final siempre sería trazable gracias al smart meter que va incluido en las transacciones mismas.

Por lo tanto es necesario tener un servicio que genere direcciones aleatorias y no permita comprobar a quién se le ha asignado. Si se delega esta labor en un componente externo siempre existiría la duda de que un servicio de mezcla de direcciones de transacciones podría reconstruir los datos y volver a identificar a sus participantes.

Existe una solución más segura, basada en la mezcla de datos entre los propios participantes sin nadie que lo controle desde fuera. Un buen ejemplo de ello es Coinshuffle. Algunas criptomonedas ya implementan este mecanismo, como por ejemplo ZeroCoin.

Ofertas y demandas anónimas

Y por supuesto, el sistema que soporta las ofertas y demandas de energía también debe velar por el anonimato de los participantes. Cada oferta o demanda contiene la cantidad de energía a producir o consumir (EPA o ECA), el precio y un identificador en el servicio de ofertas (ahora ya anonimizado por Tor, por ejemplo).

Pero además del anonimato, este servicio debe estar seguro que el prosumer tiene control real de las direcciones con las que realiza las transacciones.

En muchos blockchain las direcciones no son más que las claves públicas de los sistemas criptográficos, y basta con realizar algún tipo de movimiento firmando con la clave privada para demostrar que se es el dueño de ésta. En nuestro caso el prosumer podría resolver algún tipo de reto creado por el propio servicio de ofertas o bien hacer una transferencia con la cantidad económica a cero.

Facturación con el smart meter y el consumo real

Una vez las transacciones han terminado los prosumer envían todos los recursos a una dirección anónima creada por el smart meter, los producidos, los consumidos y los económicos.

En cada período t el smart meter usa los sensores físicos para medir la cantidad de energía consumida o producida y realiza el balance con lo que aparecen en las transacciones. Esta información es transmitida al DSO que es quien factura al cliente por el período de tiempo t.

Como sé que te gusta, ahí va la fórmula:

Peligro matemáticas

Sea E_{i}^{t} el balance de energía a ser facturada, su cálculo sería el siguiente:

E_{i}^{t} =EnergiaMedida_t - \sum_{}^{epa \in\{EPA\ despositados\ por\ i\}: epa.start \leq t \leq epa.end}epa.power +

\sum_{}^{eca\in\{ECA\ despositados\ por\ i\}: eca.start \leq t \leq eca.end}eca.power

Es decir, a la cantidad medida por los sensores se le resta la cantidad que el prosumer ha producido y se le suma la que ha consumido.

Y la factura quedaría así:

B_{i}^{t}=FA_{extraidas\ en\ t}-FA_{depositadas\ en\ t} + \begin{Bmatrix} -E_{i}^{t} \cdot PrecioProduccion, si E_{i}^{t} < 0 \\ E_{i}^{t} \cdot PrecioConsumo, si E_{i}^{t} \geq 0 \end{Bmatrix}

Conclusiones

Terminamos ya el artículo con algunas conclusiones y cumplimiento de requisitos.

Seguridad

En la propuesta PETra se cumplen los siguientes requisitos de seguridad:

  • Inmutabilidad de las transacciones gracias al blockchain
  • Validación de las operaciones, incluyendo las firmas y balances de recursos, permitiendo que solo las entidades autorizadas sean admitidas para realizar las transacciones
  • Smart meters no manipulables

Protección

Hablamos principalmente de la estabilidad de la red eléctrica, que en el caso de PETra se mantiene gracias al límite que impone el DSO en la cantidad de energía puesta a la venta, que no puede superar la cantidad MAXEPA para cada prosumer.

Si un prosumer extrae la cantidad de MAXEPA de su smart meter y además compra EPA de otros usuarios, esta compra disminuye la cantidad de energía, puesto que se trata de una compra y no una producción de energía. Por lo tanto siempre es inferior a MAXEPA.

Análogamente un grupo de consumidores G no puede asociarse para conseguir poner en circulación una cantidad superior a \sum_{i \in G} MAXEPA_i

Estas mismas consideraciones se aplican a las transacciones de compra de energía, donde el límite está puesto en MAXECA.

Privacidad

Durante todos los workflows explicados la única información que se puede obtener de un prosumer es la cantidad de EPA que extrae de su smart meter. Pero no se puede averiguar qué ha hecho con dicha energía, a quién se la ha vendido o cuánta ha sobrado y se ha devuelto al smart meter a través de una dirección anónima.

Es más, sería aconsejable que un prosumer que no desea vender energía extraiga EPA de su smart meter y se la devuelva en una transacción anónima, para que no pueda deducirse información personal por su falta de actividad y operaciones en el sistema.

El DSO recibe la misma información que en los sistemas tradicionales es decir, la cantidad de energía consumida y producida, y no necesita conocimiento alguno sobre las transacciones que realiza cada prosumer.

Todavía se podría dar un nivel más de anonimato de cara al DSO: dado que el smart meter conoce los precios de cada momento que hay almacenados en el blockchain, podría realizar todas las operaciones de forma autónoma durante todo un mes, por ejemplo, y reportar al DSO los datos finales de facturación.

En ninguno de los dos casos el DSO pierde el detalle de la energía que se va a producir y consumir, incluyendo la predicciones de ambas.

A debate

Si has llegado hasta aquí y has analizado en detalle lo que se propone en PETra, puede que las siguientes preguntas te hagan reflexionar y plantearte algunos temas adicionales:

La primera de todas y muy relacionada con el Internet de las Cosas:

1.- ¿Cómo sabe el smart meter cuándo va a necesitar energía y cuánta necesitará?

Se me ocurren dos respuestas posibles:

  • Analiza los datos históricos y hace una predicción
  • Los electrodomésticos del hogar y resto de dispositivos son capaces de pedirle la energía con antelación. Y esta sí es una solución full IoT 🙂

2.- Supongamos que un usuario no consigue toda su energía del sistema PETra y debe adquirir lo que falte directamente del DSO. ¿Estas operaciones no debería estar también dentro del blockchain?

3.- Llegados a este punto de automatización, ¿quién regula al DSO para no impedir el comercio real de energía o imponer condiciones abusivas? Ese ente regulador, ¿qué funciones tendría dentro del blockchain?

 

Ahora sí que lo dejamos ya

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