Una batería masiva instalada en una de las subestaciones de la autoridad almacenará la electricidad generada por el sistema de frenado de los trenes (al tiempo que los trenes frenan, las ruedas hacen funcionar unos generadores). La batería ayudará a los trenes a acelerar, reduciendo el consumo de potencia, y también proporcionará energía adicional que se podrá vender a la red eléctrica regional. El proyecto piloto, que involucra a una de las 38 subestaciones en el sistema de tránsito, se espera que genere 500.000 dólares al año. Esta cifra se multiplicaría si las baterías fueran instaladas en otras subestaciones.
El proyecto muestra cómo los organismos públicos de tránsito que operan los principales sistemas de tren subterráneo y ferrocarril eléctrico, y que en la actualidad pasan por problemas financieros, podrían encontrar una nueva fuente de ingresos haciendo uso de la red inteligente. También destaca una forma en que la red inteligente podría ahorrar energía, evitando los apagones, e incorporando más energía renovable.
Varias compañías eléctricas ya están experimentando con el uso de grandes baterías para ayudar a suavizar las fluctuaciones en el suministro de electricidad, manteniendo el funcionamiento de la red a una frecuencia correcta y previniendo apagones. En el nuevo proyecto piloto, este tipo de tecnología de batería se combinará con el software de una compañía de red inteligente con sede en Filadelfia llamada Viridity Energy.
El software decidirá cómo distribuir la energía almacenada en la batería, usándola para conducir los trenes y suavizar los picos en la red de distribución de energía de SEPTA. La autoridad de transporte también podría vender la energía excedente a los distintos mercados de electricidad, dependiendo de varios factores, entre ellos el que sea más rentable.
El proyecto piloto, que Viridity espera completar para el próximo verano, hará uso de la capacidad regenerativa de frenado de los trenes del metro de Filadelfia. Estos sistemas convierten la energía cinética en electricidad cuando el tren se ralentiza. En el sistema existente, sin la batería, esa energía puede ser enviada de vuelta al sistema de distribución de energía de SEPTA y ser utilizada para ayudar a que otro tren acelere—aunque sólo si está acelerando al mismo tiempo que se genera la energía, afirma Laurie Actman, directora de relaciones gube amentales y desarrollo empresarial de Viridity. De lo contrario, esa energía se pierde.
La alimentación de energía a la red eléctrica podría ser algo más valioso que usarla en los trenes. Los gestores de la red tienen que equilibrar la oferta y la demanda. En la actualidad, ese equilibrio se consigue mediante el envío de señales a centrales eléctricas que han accedido a actuar a menos de su capacidad máxima. Así se consigue que las estaciones puedan aumentar o disminuir la potencia de salida de forma rápida, a veces durante sólo unos segundos. Sin embargo se necesita tiempo para que las plantas de energía suban o bajen el suministro, lo que puede dificultar que los gestores de la red se mantengan al día con las fluctuaciones de la demanda. Una batería puede proporcionar sacudidas de energía "de forma casi instantánea", afirma Kevin Morelock, director de proyectos de IT en Viridity.
Proporcionar incrementos cortos de energía en respuesta a las señales de los operadores de la red es un servicio llamado "regulación de frecuencia." A veces, cuando los precios de la electricidad son altos, como por ejemplo durante los días calurosos en que la demanda es alta, podría ser más lucrativo interrumpir la regulación de frecuencia y simplemente vender la energía a la red.
El proyecto piloto, que está siendo financiado por una subvención de 900.000 dólares de la Autoridad de Desarrollo de Energía de Pensilvania, se enfrenta a dos retos técnicos principales. El primero es seleccionar una batería que pueda absorber y liberar con rapidez la electricidad, potencialmente durante cientos de miles de ciclos, asegura Morelock. En la actualidad, Viridity está evaluando diferentes tecnologías de baterías, como por ejemplo el ácido de plomo (que resulta barato, aunque no es de larga duración) y de iones de litio (que está siendo desarrollado por compañías como AltairNano y A123 Systems).
El otro reto es el desarrollo de software que pueda analizar rápidamente los datos del sistema de SEPTA, y de diversos mercados de electricidad, y decidir la mejor manera de utilizar la energía almacenada. Viridity ya ha desarrollado un software similar para la gestión de edificios, tomando energía de los paneles solares o moderando la demanda de energía de los sistemas de aire acondicionado y otras cargas para ayudar a estabilizar la red.
Mark Duvall, director de transporte eléctrico y almacenamiento de energía en el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de Palo Alto, Califo ia, afirma que el proyecto ha establecido un "agresivo objetivo" para el ahorro de energía. Sin embargo, la mayoría de todo esto dependerá de la cantidad de capacidad de frenado regenerativo se pueda aprovechar, afirma, y ser rentable dependerá del coste de las baterías, a pesar de que estos costes deberían disminuir rápidamente en los próximos años. "Es bueno que estén trabajando en este aspecto. Lo que aprendan podría servir de ayuda a otras agencias de transporte", afirma.