Implementación Descentralizada de Grid Singularity Energy Exchange: Nodo y Componente del Sistema de Almacenamiento Publicado

Traducción en Español: The Grid Singularity Energy Exchange Decentralised Implementation: Node & Storage System Component Published (Junio 26, 2023) / Grid Singularity: gridsingularity.com / Energy Web: energyweb.org / Polkadot: polkadot.network

Valor Agregado de la Gestión de Energía Distribuida

El potencial de la tecnología blockchain, ahora más ampliamente denominada Web3, como tecnología descentralizada para gestionar de forma más transparente y eficaz unos mercados energéticos cada vez más distribuidos, garantizando un mayor grado de responsabilidad, inclusión y equidad, ha sido una motivación clave para el desarrollo open-source de Grid Singularity. Reconocido innovador, Grid Singularity ha sido creado por profesionales pioneros del mercado de la energía y blockchain, incluidos los Co-Founders de Ethereum y Polkadot, que contrataron a un equipo talentoso y diverso de pensadores y desarrolladores de diseño energético.

El 27 de enero de 2017, Grid Singularity cofundó la Energy Web Foundation con Rocky Mountain Institute para permitir estándares compartidos y la adopción sistémica de tecnología descentralizada para acelerar la transición energética, apoyando la creación del mecanismo de consenso Proof-of-Authority (PoA) y características adicionales para la primera plataforma de blockchain industrial de eficiencia energética (Energy Web Chain se lanzó en junio de 2019, basada en la PoA Tobalaba Test Network operada en 2017–2018). Siguiendo de cerca el desarrollo de Polkadot desde el principio, Energy Web anunció en junio de 2023 que evolucionará hacia una Polkadot Parachain. Con el mismo espíritu, Grid Singularity ha estado construyendo la implementación descentralizada de su plataforma de intercambio de energía utilizando Substrate, con el objetivo de lanzar el futuro despliegue en la Energy Web Chain basada en Polkadot.

Aunque el Grid Singularity Exchange no requiere tecnología blockchain para operar mercados energéticos (véase la implementación actual aquí), su versión descentralizada (GSy DEX) permite un diseño más óptimo del mercado energético, obteniendo multitud de beneficios, directamente o interactuando con soluciones complementarias basadas en blockchain, incluida la gestión descentralizada de acceso a la identidad de Energy Web para activos energéticos y herramientas open-source relacionadas del Energy Web Digital Spine Toolkit, así como Energy Web Green Proofs, una solución personalizable para registrar y rastrear productos con bajas emisiones de carbono y sus atributos a lo largo de complejas cadenas de suministro.

Figura 1. Ilustración de un marketplace energético modular ascendente © Grid Singularity Pte Ltd.

Componentes y principios de diseño del sistema GSy DEX basado en Substrate

Substrate permite construir lógica de negocio modular directamente en la blockchain basada en componentes llamados pallets, donde cada pallet puede representar diferentes funcionalidades, como smart contracts, almacenamiento, subastas, y más, facilitando un alto y seguro rendimiento de transacciones. La primera característica desarrollada y publicada de GSy DEX como parte de la base de código de la licencia GPL v.3 open-source de Grid Singularity Exchange, es el GSy Node con una pallet de almacenamiento que proporciona almacenamiento inmutable de las transacciones ejecutadas. Esta es la columna vertebral de la plataforma de intercambio, que consta de dos partes principales:

1. Cliente con servicios de nodo externos que gestionan actividades de network como el descubrimiento de pares, la gestión de solicitudes de transacciones, el logro de consenso con pares y la respuesta a llamadas a procedimientos remotos (RPC).
2. Runtime personalizado, que contiene la lógica empresarial para ejecutar las funciones de transición de estado de la blockchain. El runtime personalizado está diseñado para mejorar la escalabilidad y la seguridad, evitando y mitigando múltiples tipos de ataques a la blockchain de forma más eficaz que utilizando smart contracts o una máquina virtual generalizada.

El GSy DEX está disponible actualmente en forma de transacciones simuladas, destinadas a desarrolladores interesados en contribuir y/o construir características complementarias. El código blockchain también puede habilitarse opcionalmente en simulaciones que se ejecuten localmente con la base de código backend. El despliegue completo de la blockchain se habilitará una vez que se hayan completado los siguientes GSy DEX System Components, cuyo desarrollo actual cuenta con el apoyo parcial del proyecto FEDECOM de la Unión Europea:

1. GSy Node, descrito anteriormente, con instrucciones para su instalación, funcionamiento. y codesarrollo, disponible aquí;
2. GSy DEX Matching Engine, responsable de identificar las coincidencias adecuadas para la oferta y la demanda de energía en función de las preferencias de los participantes y las condiciones del mercado, facilitando una compensación de intercambio optimizada y sin fisuras (en desarrollo) y GSy Matching API (desarrollada en Python; la versión Rust se publicará con el Engine);
3. GSy DEX Execution Engine, realiza la ejecución o el rechazo de la operación de forma segura, transparente y de acuerdo con las condiciones acordadas (en desarrollo);
4. GSy DEX Analytics Engine, recopila y procesa datos de negociación en tiempo real (pujas, ofertas, operaciones) e información relacionada sobre activos energéticos, proporcionando información valiosa e inteligencia de mercado a los usuarios y/o operadores de la plataforma de intercambio mediante la generación de indicadores clave de rendimiento (en desarrollo);
5. GSy DEX API Off-Chain Storage, destinado a almacenar diversos tipos de datos que son cruciales para el funcionamiento de la plataforma pero que no necesitan registrarse en la blockchain, mejorando así la escalabilidad y la eficiencia, estructurado en cuatro subcomponentes: Grid Topology Storage, Measurement Storage, Trades Storage y Order Book Storage (en desarrollo), y
6. GSy DEX API Gateway, que facilita el acceso de los usuarios a las funciones de la plataforma, la presentación de órdenes de energía y la recuperación de indicadores clave de rendimiento, incluido el volumen de operaciones, así como los datos actuales e históricos de los activos (por ejemplo, consumo/producción de energía, energía comercializada). GSy DEX API Gateway también fomenta el compromiso y la colaboración de la comunidad al permitir a terceros desarrolladores crear e integrar aplicaciones y servicios complementarios (en desarrollo).

La implementación descentralizada de Grid Singularity Exchange (GSy DEX) tiene como objetivo crear una plataforma robusta, segura y eficiente para el comercio de energía en un entorno descentralizado mediante el aprovechamiento de blockchain y funcionalidades avanzadas de ejecución distribuida. La GSy DEX está diseñada para optimizar aún más el consumo y la generación de energía, promover el comercio de energía entre pares y contribuir a una infraestructura energética más sostenible y resistente.

GSy DEX se ha diseñado en torno a una serie de principios clave que guían su desarrollo y garantizan que cumpla los requisitos de una plataforma de comercio de energía moderna, eficiente y segura. Estos principios de diseño están alineados con el uso del marco Substrate para el desarrollo del libro mayor distribuido, combinado con la definición de un conjunto de servicios auxiliares complementarios.

1. Modularidad: GSy DEX se basa en una estructura modular que permite desarrollar, probar y mantener cada componente de forma independiente. Esta modularidad simplifica el proceso de desarrollo y permite integrar fácilmente nuevas funciones, módulos o servicios en el futuro.
2. Escalabilidad: GSy DEX está diseñado para escalar horizontalmente, dando cabida al creciente número de participantes, transacciones y datos. El uso de Substrate permite un libro mayor distribuido altamente escalable y eficiente, mientras que los servicios auxiliares también pueden escalar de forma independiente para manejar un mayor rendimiento.
3. Interoperabilidad: GSy DEX promueve el uso de estándares, protocolos y API abiertos para facilitar una integración perfecta con otros sistemas, plataformas y tecnologías del sector energético. Este enfoque permite a GSy DEX interactuar fácilmente con otros sistemas de gestión de la energía, dispositivos IoT e infraestructuras y aplicaciones relacionadas.
4. Seguridad: Garantizar la seguridad y la integridad de GSy DEX es una prioridad absoluta. El framework de Substrate proporciona sólidas características de seguridad, incluyendo fuertes algoritmos criptográficos y un mecanismo de consenso probado. Además, los servicios auxiliares y los protocolos de comunicación deben diseñarse teniendo en cuenta las mejores prácticas de seguridad, incluidos el cifrado, el control de acceso y el almacenamiento seguro de datos.
5. Descentralización: GSy DEX aprovecha el poder de la tecnología blockchain para permitir un sistema totalmente descentralizado. Este enfoque elimina la necesidad de una autoridad central, garantizando una plataforma de comercio de energía transparente, segura y eficiente, menos susceptible de manipulación o control por parte de una sola entidad.
6. Flexibilidad: GSy DEX está diseñado para ser adaptable y capaz de incorporar nuevas tecnologías, innovaciones y requisitos cambiantes del mercado. Esta flexibilidad se consigue mediante el uso de componentes modulares, API extensibles y un proceso de desarrollo que fomenta la innovación y la experimentación.
7. Usabilidad: La experiencia del usuario es un aspecto esencial de GSy DEX. GSy DEX debe ser fácil de usar y accesible para una amplia gama de usuarios, incluidos productores de energía, consumidores, operadores de redes y reguladores. Las interfaces de usuario y las API se han diseñado pensando en la sencillez, la eficiencia y la intuitividad.

GSy DEX impulsa Symbiotic Energy Markets, concepto desarrollado por Grid Singularity con vistas a combinar subastas multiatributo de doble cara, representaciones gráficas de la red energética y la computación y verificación descentralizadas que permite blockchain. En el diseño del mercado previsto, centrado en el consumidor, los mercados al contado, de futuros, de liquidación y de compensación se entrelazan mediante el uso de franjas horarias, lo que permite una fijación de precios impulsada por el mercado y una contabilidad precisa de la energía suministrada. Los individuos pueden optimizar sus propios objetivos multiatributo (por ejemplo, fuente de energía verde, factura energética reducida, socio comercial preferido) mediante Degrees of Freedom en la subasta doble multiatributo con fijación dinámica de precios. La red se representa como un grafo ponderado, lo que ofrece a los operadores de red herramientas de gestión eficientes y permite a las comunidades energéticas interconectarse y comerciar. La complejidad del algoritmo de emparejamiento se desvincula de la verificación de las transacciones, y el emparejamiento es facilitado por terceros proveedores de algoritmos de emparejamiento, denominados “mycos”, lo que permite que la propia bolsa funcione en una blockchain. Los nuevos participantes en el mercado de la energía serán recompensados por prestar servicios valiosos, como datos y algoritmos, mientras que las funciones de los participantes establecidos en el mercado (agregadores, operadores de red, empresas de servicios públicos y reguladores) convergen hacia el individuo y la comunidad.

Seguimos construyendo un intercambio de energía inclusivo, eficiente, responsable y seguro, fomentando la innovación open-source y la colaboración en el ecosistema, para empoderar al individuo y salvaguardar el medio ambiente.

Autoría del equipo Grid Singularity: Spyridon Tzavikas, Ewald Hesse, Ana Trbovich, Felice Rocchitelli y Fatuma Ali-Will.

Más información: https://gridsingularity.github.io/gsy-e/blockchain

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