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Tecnología y Sociedad

Centrales eléctricas virtuales para la energía del futuro

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Al integrar vehículos eléctricos, baterías y dispositivos domésticos inteligentes, las centrales eléctricas virtuales (VPP, por sus siglas en inglés) pueden contribuir a que la red sea más limpia y eficiente.

  • por June Kim | traducido por
  • 08 Febrero, 2024

Durante más de un siglo, la imagen colectiva de las centrales eléctricas se ha caracterizado por altísimas chimeneas, interminables trenes de carbón y turbinas giratorias ruidosas. Sin embargo, las centrales de nuestro futuro tendrán un aspecto radicalmente distinto; de hecho, es posible que muchas no tengan forma física. Bienvenidos a la era de las centrales eléctricas virtuales.

El paso de las fuentes de energía convencionales, como el carbón y el gas, a las renovables, como la solar y la eólica, está transformando la manera en que funciona el sistema energético desde hace décadas. Ahora, tanto los gobiernos como las empresas privadas cuentan con el potencial de las VPP para ayudar a mantener los costes bajo control y evitar que la red se sobrecargue. A continuación, todo lo que debes saber sobre las VPP y por qué podrían ser la clave para conseguir más energía limpia y capacidad de almacenamiento energético online.

¿Qué son las centrales eléctricas virtuales y cómo funcionan?

Una central eléctrica virtual es un sistema de recursos energéticos distribuidos -como paneles solares en tejados, cargadores de vehículos eléctricos y calentadores de agua inteligentes- que trabajan juntos para equilibrar la oferta y la demanda de energía a gran escala. Suelen estar gestionadas por empresas locales de servicios públicos, que a su vez supervisan este equilibrio.

Según Rudy Shankar, director de Ingeniería de Sistemas Energéticos de la Universidad de Lehigh, una VPP es una forma de "coser" una cartera de recursos que puede ayudar a la red a responder a la elevada demanda de energía y, al mismo tiempo, reducir la huella de carbono del sistema energético.

La naturaleza "virtual" de las VPP procede de la falta de una instalación física central, como una central tradicional de carbón o gas. Al generar electricidad y equilibrar la carga energética, las baterías y paneles solares agregados realizan muchas de las funciones de las centrales eléctricas convencionales.

Este tipo de centrales eléctricas cuentan con ventajas únicas. Kevin Brehm, directivo del Instituto Rocky Mountain, especializado en electricidad sin carbono, afirma que comparar las VPP con las centrales tradicionales es una "analogía útil", pero que las VPP "hacen ciertas cosas de forma diferente y, por tanto, pueden prestar servicios que las centrales tradicionales no pueden".

Una diferencia significativa es la capacidad de las VPP para modelar el uso energético de los consumidores en tiempo real. A diferencia de las centrales eléctricas convencionales, las VPP pueden comunicarse con los recursos energéticos distribuidos y permiten a los operadores de la red controlar la demanda de los usuarios finales.

Por ejemplo, los termostatos inteligentes conectados a los aparatos de aire acondicionado pueden ajustar la temperatura del hogar y gestionar la cantidad de electricidad que consumen. Así, en los días calurosos de verano, estos termostatos permiten preenfriar las casas antes de las horas punta, cuando se dispara el uso del aire acondicionado. Este escalonamiento de las horas de refrigeración puede ayudar a evitar aumentos bruscos de la demanda que podrían saturar la red y provocar cortes. Del mismo modo, los cargadores de vehículos eléctricos pueden adaptarse a las necesidades de la red suministrando o utilizando electricidad.

Estas fuentes de energía distribuida se conectan a la red a través de tecnologías de comunicación como el wifi, el bluetooth y los servicios de telefonía móvil. En conjunto, la incorporación de VPP puede aumentar la resistencia general del sistema. Al coordinar cientos de miles de dispositivos, las VPP tienen un impacto significativo en la red: modelan la demanda, suministran energía y mantienen la fiabilidad del flujo eléctrico.

¿Hasta qué punto son populares los programas VPP?

Hasta hace poco, las VPP se utilizaban sobre todo para controlar el consumo de energía de los consumidores. Sin embargo, gracias a la evolución de la tecnología solar y de baterías, ahora las empresas de servicios públicos pueden utilizarlas para devolver electricidad a la red cuando sea necesario.

En Estados Unidos, el Departamento de Energía estima que las VPP cuentan con una capacidad de entre 30 y 60 gigavatios, lo que representa entre el 4% y el 8% de la demanda máxima de electricidad en todo el país, una fracción menor del sistema global. Sin embargo, algunos estados y empresas de servicios públicos ya están actuando para añadir más VPP a sus redes.

Green Mountain Power, la mayor empresa de servicios públicos de Vermont, saltó a los titulares el año pasado cuando decidió ampliar su programa de baterías domésticas subvencionadas. En él, ofrecían a los clientes la opción de alquilar una batería doméstica Tesla a un precio rebajado o comprar la suya propia, recibiendo para ello una ayuda de hasta 10.500 dólares (unos 9.745 euros), siempre y cuando aceptaran compartir la energía almacenada con ellos. La Comisión de Servicios Públicos de Vermont, que aprobó el programa, anunció, además, proporcionaría energía de emergencia en caso de que se produjeran cortes.

En Massachusetts, tres empresas de servicios públicos (National Grid, Eversource y Cape Light Compact) han puesto en marcha un programa VPP que paga a los clientes por controlar sus baterías domésticas. Mientras tanto, en Colorado se está trabajando para poner en marcha el primer sistema VPP del estado. Concretamente, su Comisión de Servicios Públicos está instando a Xcel Energy, su mayor empresa de servicios públicos, tener listo un proyecto piloto de VPP antes de este verano.

¿Por qué son importantes las asociaciones público-privadas para la transición hacia una energía limpia?

Los operadores de la red deben responder a los picos de carga anuales o diarios, es decir, los momentos de mayor demanda de electricidad. Para ello, suelen recurrir a centrales de gas "pico", aquellas que permanecen inactivas la mayor parte del año y se encienden solo durante los momentos de mayor demanda. Las VPP reducirán la dependencia de las redes de estas centrales.

En la actualidad, el Departamento de Energía pretende ampliar la capacidad nacional de VPP de 80 a 160 gigavatios para 2030. Esto eliminaría la necesidad de construir, aproximadamente, entre 80 y 160 centrales de combustibles fósiles, como afirma Brehm.

Muchas empresas de servicios públicos afirman que las VPP pueden rebajar la factura energética de los consumidores, además de reducir las emisiones. Las investigaciones sugieren que aprovechar las fuentes distribuidas durante los picos de demanda es hasta un 60% más rentable que depender de las centrales de gas.

Otra ventaja significativa, aunque menos tangible, de las VPP es que animan a la gente a participar en el sistema energético. Normalmente, los clientes se limitan a recibir electricidad; mientras tanto, en un sistema VPP, consumen electricidad que luego devuelven a la red. Este doble papel puede mejorar su comprensión de la red y hacer que se impliquen más en la transición a la energía limpia.

¿Cuál es el futuro de las VPP?

La capacidad de las fuentes de energía distribuida está creciendo rápidamente, según el Departamento de Energía, debido a la adopción generalizada de vehículos eléctricos, estaciones de carga y dispositivos domésticos inteligentes. Conectarlos a los sistemas VPP mejora la capacidad de la red para equilibrar la oferta y la demanda de electricidad en tiempo real. Una mejor IA también puede ayudar a las VPP a ser más hábiles en la coordinación de diversos activos, afirma Shankar.

Los organismos reguladores también se están sumando a la iniciativa. La Asociación Nacional de Comisarios Reguladores de Servicios Públicos ha empezado a organizar paneles y talleres para informar a sus miembros sobre las VPP y cómo implantarlas en sus respectivos estados. Por ejemplo, la Comisión de Energía de California va a financiar una investigación sobre las ventajas de integrar las VPP en su sistema de red. Este tipo de interés por parte de los reguladores es nuevo pero prometedor, afirma Brehm.

Aun así, siguen existiendo obstáculos. Inscribirse en una VPP puede resultar confuso para los consumidores, ya que el proceso varía según los estados y las empresas. Simplificarlo ayudará a las empresas de servicios públicos a aprovechar al máximo los recursos energéticos distribuidos, como los vehículos eléctricos y las bombas de calor. Estandarizar el despliegue de las VPP también puede acelerar su crecimiento a nivel nacional, al facilitar la reproducción de proyectos exitosos en distintas regiones.

"Todo se reduce a la política", dice Brehm. "La tecnología ya existe. Seguimos aprendiendo cómo aplicar mejor estas soluciones y cómo interactuar con los consumidores".

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