Virtual Power Plants: el ‘Internet de la energía’
En la actualidad, el mundo se enfrenta a una difícil situación energética, ya que, por un lado, su demanda es cada vez mayor y, por otro, las fuentes utilizadas cuentan con recursos limitados que, además, son perjudiciales para el medio ambiente. El crecimiento demográfico y económico del planeta es la principal causa del aumento de esta demanda energética y trae consigo una aceleración en el consumo de recursos que, de no frenarse, podría derivar en el agotamiento de los combustibles fósiles en aproximadamente medio siglo. Para frenar las consecuencias y evitar un déficit en la generación de energía, el sector está planteando cambios estructurales, con el fin de realizar una transición energética con los objetivos de asegurar el suministro, aumentar la competitividad mediante el uso de enfoques de menor costo y reducir los daños medioambientales.
- Energías renovables vs Energías tradicionales. -
La escasez de recursos y la creciente concienciación de la sociedad respecto al medio ambiente parecen indicar que la respuesta ante la crisis energética son las fuentes de energía renovable, aunque su plena adopción aún se ve dificultada principalmente por las siguientes razones:
- Variabilidad: la generación de las energías renovables, a diferencia de las energías tradicionales, depende de factores naturales, como la intensidad del sol o la fuerza del viento, lo que implica que la energía generada es variable, mientras que el consumo de los usuarios no lo es. Esta característica dificulta considerablemente la gestión de la energía y requiere de buenos mecanismos de previsión meteorológica para contrarrestar la variabilidad.
- Potencia baja: en comparación con las energías tradicionales, la potencia que obtienen las centrales de energía renovables es tan inferior que, en la actualidad, resultaría imposible realizar la transición energética completa manteniendo el nivel de gasto energético que se da con las energías tradicionales.
Sin embargo, ya han surgido soluciones que pondrían fin a estos problemas y que, de aplicarse correctamente, darían pie al comienzo de la transición energética. Hasta el momento, la energía se genera en centrales enormes y totalmente aisladas de la población, debido a la contaminación que producen, pero con las energías renovables surge la idea de la microgeneración energética, mediante la cual se colocan microcentrales distribuidas en múltiples localizaciones (placas solares en el tejado de un edificio, por ejemplo) y unidas virtualmente. Este concepto obtiene el nombre de Distributed Energy Resources (DER) y es la base de las dos soluciones principales por las que más se está apostando para el futuro:
- Microrred: una microrred es esencialmente un modelo de energía eléctrica en miniatura y localizado de un sistema de red completo, en el que la generación, el almacenamiento, la distribución y el consumo de energía eléctrica tienen lugar y dan servicio a una ubicación geográfica en concreto. Estos lugares pueden ser instalaciones mineras, emplazamientos industriales, complejos hospitalarios y otras empresas que no pueden permitirse el riesgo de interrupciones del suministro eléctrico, o incluso comunidades residenciales propensas a sufrir apagones debido a la lejanía o la falta de fiabilidad de la energía centralizada. También es posible crear microrredes más pequeñas, denominadas nanorredes, las cuales son un sistema de distribución de energía para una sola casa o un pequeño edificio, con la capacidad de conectarse o desconectarse de otras entidades de energía a través de un enlace. Una microrred está compuesta por uno o varios activos DER, como paneles solares, turbinas eólicas, generadores de gas, etc., que producen energía eléctrica en el mismo lugar que las cargas energéticas. Utilizando sofisticados controladores de microrred, las microrredes pueden conectarse directamente a la red principal, pero también pueden aislarse dinámicamente cuando sea necesario, es decir, desconectarse de la red eléctrica centralizada sin causar una interrupción de la energía a las cargas del sitio apoyadas por la microrred.
- Microrredes. Fuente. -
- Virtual Power Plants (VPP): las VPP son una colección distribuida y escalable de unidades de generación de energía, como los activos DER, o una agregación de consumidores de energía flexibles dispuestos a proporcionar reducciones de carga estratégicas cuando sea necesario. Para especificar dicha reducción, el famoso físico de la energía Amory Lovins originó el término y el concepto de "Negawatts" en 1989. Un Negawatt es un Megawatt negativo, el cual se utiliza para definir la energía ahorrada al aumentar la eficiencia o reducir el consumo, que generalmente tiene el mismo equivalente eléctrico que la producción de energía en la red. Cuando se escala en la agregación, esta reducción de la demanda también es como una Virtual Power Plant.
- Virtual Power Plant. Fuente. -
Las VPP pueden ser consideradas como una central eléctrica distribuida basada en la nube, la cual reúne DER heterogéneos para mejorar la generación de energía eléctrica, así como para comercializarla en el mercado eléctrico. Para que el sistema sea más eficiente o fiable tanto para las instalaciones de distribución como para los usuarios, se emplean sistemas de almacenamiento mediante baterías, junto con paneles solares tradicionales, turbinas eólicas y otras centrales eléctricas. Estas unidades están interconectadas y su energía producida se reparte de forma inteligente a través de un operador central, con el objetivo de equilibrar la carga entre la generación de energía y el consumo de energía de los sistemas conectados en la red.
Ambas soluciones son óptimas y ofrecen un nivel similar en cuanto a fiabilidad y economía para el usuario final, pero cuando se analizan a gran escala las VPP cuentan con ciertas características que las colocan por encima de las microrredes. Estas características son, principalmente, la combinación y agregación de recursos de diferentes áreas geográficas y las pocas restricciones legales a las que se enfrenta esta solución, ya que las microrredes, por el contrario, no se adaptan tan bien a la legislación actual y podrían encontrarse con obstáculos que dificulten la regulación y la venta de la energía.
Ventajas de las virtual power plants
Por tanto, y centrándonos ahora en las VPP, es una idea que ilusiona al sector energético y proporciona beneficios notables, tanto a los consumidores, como al planeta. Su implementación es complicada y requiere de un alto nivel de organización y gestión para poder sacar el máximo potencial, pero al hacerlo se obtienen las siguientes ventajas:
- Unificación de fuentes. Con VPP todas las centrales energéticas, sin importar la fuente de la que obtienen la energía, se unifican y forman una única batería global que alimenta a todos los consumidores. Así, se logra una generación de energía más constante, ya que las carencias de algunas centrales son compensadas con los picos de producción de otras.
- Eficiencia. Uno de los puntos en los que más hincapié hacen las VPP es en sacar el máximo provecho de la energía generada mediante la correcta distribución de esta. La manera de gestionar la distribución es la siguiente: las centrales que estén generando más otorgan su energía a las zonas que estén consumiendo más para que, de este modo, ninguna central llegue a su límite de capacidad y desaproveche energía.
- Seguridad. El porcentaje de empleados que se lesionan o que caen enfermos es significantemente inferior en centrales VPP respecto de las centrales tradicionales, lo cual implica una mejora en las condiciones de trabajo de los empleados y, por tanto, una mejora en el ambiente de trabajo.
- Economía. Los usuarios que forman parte de una VPP, como pueden ser los ciudadanos con placas solares en el tejado de sus casas, ven reducidos los impuestos de la luz debido a que parte de la energía que recolectan es compartida con el resto de la red VPP. Cuanto mayor sea la cantidad compartida, mayor será el beneficio para el usuario final.
Conclusión
Definitivamente, las VPP parecen una buena alternativa ante la situación de crisis medioambiental y energética actual y su implementación parece inminente, ya que cada vez son más las empresas que están buscando aumentar la oferta de redes distribuidas, pudiendo así adaptarse a la transición energética. Un ejemplo es Australia, quien ha puesto en marcha un proyecto para estudiar la viabilidad de un plan de VPP en todo el país, el cual, de realizarse correctamente, supondría un paso enorme para transición energética y serviría como modelo para el resto de los países.
