Por Jeremy Cook
La mayoría de las conversaciones sobre la transición de la generación de energía con combustibles fósiles a la energía solar y eólica se inclinan hacia la sustitución de las centrales eléctricas existentes por plantas de energía renovable. Sin embargo, la naturaleza modular de la generación renovable, además de las nuevas opciones para los sistemas de almacenamiento de energía, significan que hay otra opción: centrales eléctricas virtuales o VPP.
¿Qué es una central eléctrica virtual?
El concepto de central eléctrica virtual incorpora fuentes de energía distribuida (FED) para actuar como un suministro de energía coordinado que complementa o incluso, reemplaza la generación centralizada tradicional. La producción solar y eólica a partir de generadores residenciales y comerciales puede convertirse en el proveedor de energía principal o complementario para una red de usuarios.
Tradicionalmente, la energía eléctrica se suministra a los hogares y las empresas mediante centrales eléctricas centralizadas, distribuidas a través de la red eléctrica. Si bien hay muchos giros y vueltas en el camino, en última instancia es una configuración "de la planta al usuario". La infraestructura y tecnología emergentes de redes inteligentes, lo que incluye los equipos de medición bidireccional, significa que los consumidores pueden vender energía a la red. Esto aligera la carga para los productores de energía dedicados y, al mismo tiempo, se obtienen reembolsos monetarios. Los consumidores también pueden almacenar energía en el lugar para comprarla y venderla cuando sea conveniente. En la remota isla de Eigg, en Escocia, ya se utilizan sistemas de redes inteligentes VPP, y los hogares y las empresas coordinan su uso para evitar tensiones en la red.
¿Por qué necesitamos centrales eléctricas virtuales?
Cuando se considera el respaldo en baterías y la energía solar en el hogar, la idea es alcanzar la independencia energética total, con una factura mensual de $0. En casos extremos, podría imaginarse estar completamente desconectado de la red y vivir de la tierra o, para ser más exactos, de los rayos del sol.
El costo de una configuración no conectada a la red puede ser extremo, y si su equipo personal se avería, tendrá que repararlo para restablecer la energía. Desde la perspectiva del usuario, estas centrales (VPP) ofrecen la mayoría de los beneficios personales de una configuración fuera de la red a un precio potencialmente mucho más bajo, así como energía de respaldo de la red. Las VPP también presentan varios beneficios a nivel social frente a una planta centralizada alimentada por combustible o incluso por energía solar.
Considere la modularidad del concepto de VPP y que la generación puede llevarse a cabo cerca del lugar de consumo. En el modelo de red tradicional, si hay un problema con la transmisión de energía en un área, esto fácilmente puede afectar otra ubicación geográfica. El concepto de VPP ofrece opciones más localizadas para redirigir la energía a fin de mantener las luces encendidas, e incluso podría resultar en menores pérdidas de transmisión, ya que la energía normalmente se consume más cerca de donde se produce.
A nivel personal, si su equipo falla, la red y otras FED pueden proporcionarle energía de respaldo, lo que permite un suministro de energía muy sólido.
Las centrales físicas (de carbón, solares, nucleares o de otro tipo) ocupan terreno que, de otro modo, podría utilizarse para bosques, granjas y parques gestionados. Sin embargo, las VPP aprovechan el espacio en los tejados que, de otro modo, no se utilizaría para colocar paneles solares. La energía solar también se puede instalar sobre áreas de estacionamiento existentes, lo que generaría el doble beneficio de producción de energía y sombra para los automóviles. La posibilidad de incorporar sistemas de carga y almacenamiento de energía para vehículos eléctricos en dicho escenario endulza aún más la idea de estacionamiento/FED.
El concepto de central eléctrica virtual puede sustituir a las centrales eléctricas de consumo máximo, que se inicializan cuando las cargas de la red son superiores a lo normal. Por lo general, dichas centrales son costosas e ineficientes de operar con respecto a la generación que maneja una carga de base constante. El almacenamiento distribuido en baterías es una respuesta para "cortar" estos picos de demanda de energía, además de utilizar cualquier energía distribuida que esté disponible. Una técnica algo menos obvia pero importante consiste en llevar a cabo una reducción automatizada del consumo de energía.
Por ejemplo, el programa EnergyWise de Duke Energy puede desconectar los calentadores de agua, las bombas de la piscina y los sistemas de climatización cuando las cargas eléctricas generales son altas a cambio de un pequeño crédito en la factura. Si bien los ahorros monetarios suelen ser pequeños, el funcionamiento del sistema es casi imperceptible. Esto también podría considerarse una forma de almacenamiento de energía, ya que el agua calentada todavía está disponible para su uso y el estado de temperatura del hogar permanece (prácticamente) igual durante bastante tiempo sin intervención del sistema de climatización.
Centrales eléctricas virtuales: Coordinación de recursos
En un escenario de VPP, considere que la coordinación entre fuentes también es necesaria a un nivel muy bajo, hasta garantizar que las frecuencias de línea coincidan de manera adecuada. También son necesarios la transmisión de largo alcance y el mantenimiento general de la red, lo que está fuera del alcance de los propietarios individuales.
La eficiencia será fundamental para que este futuro concepto de VPP funcione bien, dado que se deben aprovechar potencialmente los transistores de SiC, los sensores de corriente y la comunicación por línea de alimentación para mantener todo coordinado. Teniendo en cuenta los futuros requisitos, es seguro decir que las compañías eléctricas no se transformarán pronto, aunque es posible que adopten una forma diferente en las próximas décadas.
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