Centrales eléctricas virtuales: cómo funcionan y cómo se pueden beneficiar los propietarios de viviendas
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Con paneles solares, baterías y termostatos, tus vecinos y tú podéis tener el poder de salvar la red eléctrica.
Hoy en día, parece que casi todo lo que hay en nuestras casas se puede conectar a internet de alguna manera. Desde termostatos y calentadores de agua hasta refrigeradores y baterías solares, los dispositivos “inteligentes” son la nueva moda.
Para los consumidores, estos dispositivos inteligentes ofrecen comodidad, ya que permiten que la gente programe el consumo de energía, haga ajustes de manera remota y reciba alertas cuando algo no funciona adecuadamente. En cambio, para las empresas de suministro, estos dispositivos representan una manera revolucionaria de mantener la red, hacer frente a emergencias y reducir los precios a la gente.
En momentos de alta demanda de la red eléctrica, una empresa de suministro puede utilizar miles de baterías y dispositivos inteligentes de los clientes que estén conectados para hacer frente a esa demanda, ya sea extrayendo energía de las baterías o reduciendo la demanda de energía pausando selectivamente los dispositivos inteligentes. Básicamente, estos dispositivos actúan como una central eléctrica virtual para aportar a la red lo que necesita en el momento exacto.
¿Qué es una central eléctrica virtual?
Una central eléctrica virtual (VPP) es una red de dispositivos, desde pequeños a medianos, que generan, consumen y almacenan energía y que pueden funcionar remotamente para hacer frente al aumento de la demanda de la red eléctrica.
El concepto de las VPP existe desde hace más de 20 años, aunque primero se describió como un concepto teórico por autores de un ensayo científico publicado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). Desde entonces, el desarrollo de la conexión a internet de banda ancha se ha expandido hasta cubrir casi todas las zonas pobladas de los países desarrollados, y el concepto de las VPP ha pasado de ser una idea a ser una realidad física y digital.
Agregadores y activos
La entidad que opera de manera remota una VPP se conoce como agregador porque controla la capacidad combinada de producción de energía y la demanda de muchos dispositivos diferentes conectados a la red, denominados activos. Cada VPP tiene su propia combinación de activos, todos conectados a la red eléctrica en una localización geográfica específica.
El tipo de activos que pueden formar una VPP son:
- Instalaciones solares fotovoltaicas
- Sistemas de almacenamiento en batería
- Equipos comerciales e industriales
- Cargadores de EV
- Termostatos y sistemas de HVAC conectados
- Otros dispositivos residenciales conectados
Cómo ayudan las VPP a la red
Cuando la red se satura por las tardes, especialmente en días calurosos en los que mucha gente necesita el aire acondicionado a la vez, las empresas de suministro necesitan encontrar energía adicional. Esta energía de última hora tradicionalmente procedía de un tipo de central de energía llamada “peaker”, que quema mucho gas natural muy rápido para aportar un gran aumento de energía.
Por desgracia, las centrales de energía peaker tienen varios problemas. Son ineficientes y producen más emisiones que otros tipos de centrales de energía. Suelen estar localizadas en áreas de bajos recursos y su funcionamiento también es mucho más costoso. A veces, a las empresas de suministro comprar energía les cuesta cien veces más de lo que les cuesta a otras horas del día.
Los agregadores de las VPP pueden hacer tres cosas clave para reducir la necesidad de las centrales peaker:
- Activar los dispositivos, como termostatos inteligentes o calentadores de agua antes de las horas de máxima demanda en la red.
- Desactivar selectivamente dispositivos como termostatos inteligentes, cargadores de EV y equipos industriales temporalmente durante momentos de máxima demanda (esta práctica se conoce como respuesta a la demanda).
- Activar temporalmente los dispositivos de almacenamiento de energía para hacer frente a los picos de demanda de energía.
En esta imagen se muestra cómo estas prácticas se combinan para hacer frente a la alta demanda de la red y reemplazar las centrales peaker:
Ejemplo
Por ejemplo, imaginemos el siguiente experimento: digamos que hay 10,000 casas con los aires acondicionados encendidos durante un día, y que cada aire acondicionado consume un promedio de 3 kilovatios (kW) cuando están activos. Esto significa que la demanda máxima posible para que esos aires acondicionados funcionen a la vez es de 30 megavatios (MW); 3kW x 10,000 casas = 30,000kW o 30MV.
Esos 30MW de energía no se necesitarían siempre, pero los operadores de la red deberían estar preparados para ese posible aumento en la demanda.
Ahora, supongamos que cada uno de esos aires acondicionados realmente solo necesita funcionar durante 20 minutos en total durante una hora para mantener una temperatura agradable. Si todas esas 10,000 casas estuviesen conectadas a una VPP, el agregador podría operar remotamente los termostatos inteligentes y así permitir que solo un tercio funcione al mismo tiempo y reducir la demanda máxima para que funcionen a tan solo 10MW.
Básicamente, limitar la demanda máxima de 30MW a 10MW controlando de manera inteligente los termostatos de las viviendas elimina la necesidad de 20MW de una central de gas peaker. Eso evita el daño medioambiental que causa la combustión rápida e ineficiente de todo ese gas natural, y además, el operador de la red eléctrica se ahorra dinero en compras costosas de energía.
Como hemos dicho antes, comprar energía en horas pico puede costarle a las empresas de suministro cientos de veces más de lo que cuesta la energía en otras horas del día, por lo que los ahorros que generan los agregadores de VPP pueden ser bastante grandes. Ese potencial de ahorro da lugar a que muchas empresas de suministro estén dispuestas a pagarle a los participantes de las VPP por el servicio que le ofrecen a la red eléctrica.
Cómo se pueden beneficiar los propietarios de viviendas de las VPP
Los propietarios de viviendas con termostatos inteligentes y baterías residenciales tienen incluso más opciones a la hora de inscribirse en una VPP.
Para participar, normalmente necesitas firmar un contrato que declara que permites que el agregador de la VPP active tu batería o ajuste tu termostato durante las horas pico de la tarde. Algunas VPP requieren que los propietarios participen de lunes a viernes durante todo el año, pero otros solo activan los dispositivos en días en los que la demanda es muy alta a causa de frío o calor extremo.
Esto significa renunciar a un poco de tu almacenamiento de energía o comodidad por el bien de la red eléctrica, pero también puede ser beneficioso para tu cartera. Los programas de VPP pagan a la gente por su participación, ya sea directamente o a través de incentivos.
Recuerda que las VPP siguen siendo nuevas, por lo que pocos sitios han establecido totalmente los programas. Además, muchas VPP están limitadas a la participación residencial. Aquí tienes una pequeña lista de algunos programas de VPP actuales:
| Estado(s) | Programa VPP | Detalles |
|---|---|---|
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California |
Como parte del programa de PG&E Emergency Load Reduction Program, Tesla actúa como agregador y los propietarios que tengan una batería Powerwall en el territorio de PG&E pueden optar. Los participantes ganan $2 por cada kWh que aporten durante un evento de alta demanda, con un mínimo de 20 horas de eventos al año. Más información. |
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California |
sonnenConnect |
Actualmente abierto en California, pero “pronto” se expandirá a otros estados. El programa sonnenConnect ofrece a los propietarios de baterías sonnen la posibilidad de ganar recompensas continuas a cambio de permitir que sus baterías se controlen remotamente. Más información. |
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California, Hawaii, New York |
Swell Virtual Power Plants |
El agregador Swell Energy tiene varios proyectos ya en funcionamiento, o planeados, en los tres estados mencionados. Los requisitos de participación, los incentivos y las normas varían. Más información. |
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Connecticut, Massachusetts, Rhode Island |
El programa ConnectedSolutions ofrece pagos únicos o continuos a los propietarios con sus programas de termostatos y baterías para los clientes de Cape Light Compact, Eversource, National Grid, and Rhode Island Energy en los tres estados mencionados. Más información. |
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Idaho, Utah |
Los propietarios de ciertas baterías sonnen, cuyos sistemas estén conectados a la red e instalados junto con un sistema de energía solar, pueden solicitar participar durante un periodo de 4 años, en el cual sus baterías serán parcialmente controladas diariamente por Rocky Mountain Power hasta un máximo diario. La empresa ofrece incentivos, iniciales y continuos, según el número de kilovatios de energía que se acuerden para el servicio durante los eventos que se den a lo largo del programa. Más información. |
De cara al futuro
En un futuro no muy lejano, la participación en VPP será constante y prácticamente invisible para la gente que tenga una batería residencial.
Las baterías se cargarán durante el día, cuando los paneles solares producen más energía de la que la gente necesita, y se descargarán por la tarde, cuando la demanda de energía es alta. Esto reducirá bastante la presión en la red eléctrica y le ahorrará dinero a todo el mundo en la factura de la luz, haciendo que sea posible electrificar más casas y autos.
Hablando de autos, estos probablemente se conviertan en una fuente importante de almacenamiento de energía para las centrales eléctricas virtuales a medida que la tecnología entre vehículos y redes eléctricas se expanda más. La batería residencial promedio puede almacenar actualmente 15kWh de energía, mientras que la batería promedio de un auto almacena cuatro veces esa cantidad. Los vehículos eléctricos y los autobuses enchufados a la red eléctrica se convertirán en una parte esencial de nuestro mundo conectado.
Puntos destacados
- Las centrales eléctricas virtuales (VPP) son redes de dispositivos que producen, consumen o almacenan energía, los cuales se pueden operar a distancia para hacer frente al aumento de la demanda de la red eléctrica.
- Los dispositivos de una VPP se llaman activos y sus propiedades se combinan y utilizan para apoyar las redes eléctricas a través de empresas denominadas agregadores.
- Las VPP ofrecen energía y una respuesta a la demanda que permite reemplazar las centrales de energía “peaker” con combustión de gas, las cuales son costosas e ineficientes.
- Los beneficios que pueden ofrecer las VPP a la red eléctrica son tan increíbles que las empresas de suministro suelen pagar generosamente por el servicio que ofrecen.
- Los propietarios de viviendas con termostatos inteligentes o paneles solares y baterías en el tejado se pueden inscribir con un agregador para formar parte de una VPP, con la posibilidad de obtener pagos de incentivos al principio de, y durante, el programa.
Thi Deremer
Analista e Investigador de Política Solar
Ben es escritor, investigador y analista de política solar que escribe sobre la industria de la energía solar residencial, la red eléctrica y la política de suministros estatal desde 2013.