Thesis:

Towards Solar Peer-to-Peer as a Service in a Community Microgrid

Solar peer-to-peer (P2P) energy trading is a promising approach that allows participants, prosumers with local energy generation and consumers, to exchange energy directly, which reduces dependence on the centralized power grid and opens new opportunities for a local decentralized energy market. However, implementing such a P2P energy trading system requires careful consideration of hardware, software, and communication networks to ensure smooth and secure energy transactions between participants. Most of the previous research works have addressed P2P energy trading from different perspectives such as market models, communication networks, Blockchain, smart contracts, and simulations, while few works have presented the technical implementations of such a P2P energy market. Furthermore, there are no comparisons between different energy trading architectures and/or configurations. To address this gap, this work aims to design and implement a Solar P2P energy trading platform (hardware/software) that allows local energy trading among prosumers and consumers in a community microgrid, aiming at maximizing the utilization of distributed energy resources. The proposed platform will benefit from recent advances in the Internet of Things (IoT), communication networks, cloud services, and blockchain technologies. A decentralized market architecture has been developed and implemented in a laboratory environment, together with a comparative analysis with respect to system scalability, and communication network performance, considering different wired/wireless communication technologies. This work contributes towards a decentralized energy market, facilitating the adoption of renewable energy sources and empowering local communities.

El comercio de energía solar entre pares (P2P) es un enfoque prometedor que permite a los participantes, prosumidores con generación de energía local y consumidores, intercambiar energía directamente, lo que reduce la dependencia de la red eléctrica centralizada y abre una nueva oportunidad para un mercado energético descentralizado. Este enfoque promueve la sostenibilidad, la autosuficiencia energética, el ahorro de costos y el impacto medioambiental. Sin embargo, la implementación de un sistema de comercio de energía P2P de este tipo requiere una cuidadosa consideración del hardware, software y las redes de comunicación para garantizar transacciones de energía fluidas y seguras entre los participantes. La mayoría de los trabajos de investigación anteriores han abordado el comercio de energía P2P desde diferentes perspectivas, tales como modelos de mercado, redes de comunicación, Blockchain, contratos inteligentes y simulaciones, mientras que pocos trabajos han presentado las implementaciones técnicas de comercio de energía P2P. Además, no existen comparaciones entre diferentes arquitecturas y/o configuraciones de comercio de energía. Para abordar esta brecha, este trabajo pretende diseñar e implementar una plataforma de comercio de energía solar P2P (hardware/software) que permita el comercio local de energía entre prosumidores y consumidores en una microrred, con el objetivo de maximizar la utilización de los recursos energéticos distribuidos. La plataforma propuesta se beneficiará de los recientes avances en IoT, redes de comunicación, servicios basados en la nube y tecnologías blockchain. Se desarrollará una arquitectura descentralizada, en un entorno de laboratorio, junto con un análisis comparativo con respecto a la escalabilidad del sistema y el rendimiento de la red de comunicación (considerando diferentes tecnologías de comunicación cableadas/inalámbricas). Este trabajo contribuye hacia un mercado energético descentralizado, facilitando la adopción de fuentes de energía renovables y empoderando a las comunidades locales.