Gestión optimizada de la energía de baterías mediante un enfoque mejorado de lógica difusa tipo 2

Energía más inteligente para edificios alimentados por el sol

A medida que más hogares y oficinas instalan paneles solares en tejados y bancos de baterías, surge una nueva pregunta: ¿cómo decidimos, minuto a minuto, si usar la energía solar, almacenarla o venderla de vuelta a la red? Este artículo explora una forma más inteligente de gestionar ese flujo eléctrico para que los edificios puedan reducir sus facturas, depender más de la energía limpia y alargar la vida útil de sus baterías—todo ello sin necesitar superordenadores ni supervisión humana constante.

Por qué los sistemas solares y las baterías necesitan un cerebro

Los paneles solares son extremadamente limpios pero frustrantemente impredecibles. Las nubes, las variaciones de temperatura y la demanda cambiante dentro de un edificio hacen que la producción solar y las necesidades eléctricas suban y bajen durante el día. Las baterías ayudan absorbiendo el exceso de energía y devolviéndola más tarde, pero cargar y descargar sin cuidado puede desperdiciar energía, desgastar la batería o comprar electricidad en el momento equivocado del día. Los sistemas de control tradicionales tienden a seguir reglas rígidas del tipo «si–entonces»: si hay exceso de energía solar, cargar la batería; si hay déficit, descargarla. Estas reglas simples ignoran muchas complicaciones del mundo real, como el tiempo que cambia rápidamente o los precios eléctricos variables, y por lo general se ajustan manualmente para una situación específica.

Un tipo de toma de decisiones más flexible

Los autores proponen un controlador “difuso” más flexible para actuar como el cerebro de un sistema solar con batería. En lugar de tratar las entradas como simplemente altas o bajas, el controlador trabaja con tonos intermedios: el excedente de potencia puede ser ligeramente positivo, fuertemente positivo o algo intermedio; la carga de la batería puede ser baja, media o alta; los precios pueden ser baratos, normales o caros. Su controlador mejorado, llamado sistema de lógica difusa tipo 2, va un paso más allá al también tener en cuenta la incertidumbre en esas entradas—como sensores ruidosos o nubes que cambian rápidamente—en vez de pretender que las medidas son exactas. Recibe tres piezas principales de información: la diferencia entre la generación solar y la demanda del edificio, el estado de carga de la batería y el precio actual de la electricidad. Usando 45 reglas cuidadosamente diseñadas, decide con qué intensidad cargar o descargar la batería, o cuándo permitir que la red ayude.

De las ecuaciones a una microred operativa

Para probar este control inteligente, los investigadores primero construyen modelos detallados de los paneles solares, del banco de baterías y de los convertidores de potencia que conectan todo. Estos modelos describen cómo responde el conjunto solar a la luz y la temperatura, cómo se comportan distintos tipos de baterías durante la carga y descarga, y cómo los convertidores electrónicos elevan o reducen tensiones según sea necesario. Encima de esta microred virtual, colocan dos “cerebros” competidores: el controlador convencional basado en reglas y el controlador mejorado de lógica difusa tipo 2. Ambos se ejecutan en hardware informático estándar en una configuración similar a la que podría instalarse en el “borde” del sistema energético de un edificio real, cerca de donde se recopilan los datos y se toman las decisiones.

Poniendo a prueba el nuevo controlador

Usando datos reales de tiempo, demanda y precios durante un período de 24 horas, el equipo compara cómo se comportan los dos enfoques tanto en un día claro y soleado como en un día parcialmente nublado. Encuentran que el controlador difuso mantiene la tensión de la microred más estable, lo cual es beneficioso para los electrodomésticos y la electrónica de potencia. También dirige más energía solar directamente al edificio en lugar de hacerla circular innecesariamente por la batería, y usa la batería con más suavidad, manteniendo su carga en un rango medio más saludable en lugar de descargas profundas. En días nublados, cuando la producción solar sube y baja, el controlador flexible se adapta con suavidad, recurriendo a la batería y a la red solo cuando es realmente necesario. En general, el sistema difuso reduce el uso de energía de la red en alrededor de una cuarta parte en comparación con no tener almacenamiento, y disminuye los costes energéticos en aproximadamente un 22–32 por ciento en comparación con estrategias estándar en configuraciones similares.

Qué significa esto para los edificios del futuro

Para propietarios de edificios y operadores de red, el mensaje es claro: una estrategia de control más inteligente puede convertir los paneles solares y las baterías existentes en un sistema energético más fiable y rentable. Al adoptar un estilo de toma de decisiones “suave” que tolera la incertidumbre en lugar de combatirla, el controlador de lógica difusa mejorado mantiene las luces encendidas, reduce las facturas y conserva la salud de las baterías, incluso cuando el sol y la demanda son cualquier cosa menos predecibles. Con más ensayos en el mundo real y estudios a largo plazo, este tipo de controlador podría convertirse en un ingrediente clave para que los edificios sean a la vez más verdes y más resilientes.

Cita: Naoui, M., Romdhane, M., Gacem, A. et al. Optimized battery energy management using an improved type-2 fuzzy logic approach. Sci Rep 16, 11469 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41490-7

Palabras clave: gestión de energía solar, control de almacenamiento en baterías, optimización de microredes, lógica difusa, edificios inteligentes