El Impacto de las Plantas de Energía Virtual

La red eléctrica está experimentando una transformación. Lo que una vez fue un sistema centralizado de grandes plantas de energía que transmitían electricidad a los clientes se ha vuelto más distribuido con el crecimiento de fuentes de energía renovable como los paneles solares en los tejados. Esta distribución trae complejidad en el equilibrio entre la oferta y la demanda, pero también crea oportunidades para la innovación. Una de estas innovaciones es la planta de energía virtual (VPP, por sus siglas en inglés). Las VPPs agregan y coordinan recursos energéticos distribuidos para proporcionar servicios y fiabilidad como una planta de energía tradicional, pero con más flexibilidad y sostenibilidad. En este artículo, exploraremos qué son exactamente las VPPs, sus beneficios y su potencial impacto en la futura red eléctrica.

¿Qué es una Planta de Energía Virtual?

Una planta de energía virtual es un sistema basado en la nube que gestiona de forma remota una red de recursos energéticos distribuidos (DERs, por sus siglas en inglés). Estos recursos pueden incluir paneles solares, turbinas eólicas, almacenamiento en baterías, vehículos eléctricos, cargas flexibles de edificios comerciales y más. La característica clave de una VPP es su capacidad para combinar y optimizar todos estos activos en una plataforma de software centralizada.

El operador de la VPP supervisa la coordinación de los DERs a través de la recopilación de datos en tiempo real y controles automatizados. Al analizar las operaciones y el uso de energía de la red, el software de la VPP puede determinar cuándo extraer electricidad de las baterías, reducir las cargas no críticas o aumentar la producción de los paneles solares para satisfacer las demandas de la red. Este nivel de control inteligente permite que el sistema opere de manera similar a una planta de energía tradicional.

Las VPPs proporcionan mayor fiabilidad y resiliencia en comparación con los DERs individuales. Con regulaciones e incentivos, también pueden fomentar una adopción más amplia de fuentes de energía renovable en las redes de distribución. Un vecindario de hogares con energía solar en los tejados puede ser intermitente en días nublados, pero conectado en una VPP puede mantener una salida estable. Los activos geográficamente dispersos proporcionan redundancia, mientras que el software optimiza el despacho.

Beneficios de las Plantas de Energía Virtual

Las plantas de energía virtual desbloquean un valor significativo de los recursos energéticos distribuidos que de otro modo estarían limitados. Algunos de los beneficios clave incluyen:

Mayor Integración de Energías Renovables: Al proporcionar control y mitigar la variabilidad, las VPPs facilitan la conexión de más fuentes renovables como el viento y el sol a la red. Son una tecnología clave para sistemas de energía renovable alta.
Mejor Fiabilidad y Resiliencia de la Red: Las VPPs pueden proporcionar servicios de red para balanceo, regulación de frecuencia y soporte de voltaje. La distribución geográfica de los activos también limita el impacto de las interrupciones. Estas capacidades permiten que las VPPs mejoren la estabilidad general de la red.
Reducción de Inversiones en Infraestructura: Agrupar los DERs existentes es a menudo más rentable que construir nuevas plantas de energía convencionales para satisfacer la demanda de electricidad. Las utilidades pueden evitar grandes gastos de capital con las VPPs.
Compromiso y Empoderamiento del Cliente: Los hogares y las empresas pueden desempeñar un papel más activo en la gestión de la energía al unirse a una VPP. Esto involucra a los clientes en las operaciones de la red para ahorrar costos e incluso ganar ingresos.
Gestión Eficiente de Energía Distribuida: El software de la VPP optimiza cuándo cargar y despachar baterías, modular cargas de edificios y aumentar fuentes de generación para minimizar costos. Esto puede reducir las facturas de energía para los participantes.
Soporte para Vehículos Eléctricos: Las VPPs pueden incorporar la carga gestionada de vehículos eléctricos para ayudar a la red a manejar la creciente demanda de energía. La carga inteligente mitiga los picos de miles de EVs conectándose después del trabajo.

Si bien los activos más comunes hoy en día son solares, baterías y cargas flexibles de edificios, las VPPs pueden integrar casi cualquier dispositivo conectado a internet que produzca o consuma electricidad. Esto puede incluir electrodomésticos inteligentes, electrolizadores de hidrógeno, unidades de cogeneración y más en el futuro. La arquitectura modular y escalable significa que las VPPs pueden coordinar una amplia variedad de recursos.

Modelos de Negocio de las VPPs

Existen dos modelos de negocio principales para las VPPs:

Modelo Propiedad de la Utilidad: La utilidad local despliega y opera la VPP para optimizar sus activos de red de distribución y los DERs de sus clientes. Este modelo proporciona a la utilidad máxima visibilidad y control, lo que ayuda en la planificación y operaciones.

Modelo de Agregador de Terceros: Una empresa externa recluta clientes y agrupa sus DERs en una VPP que sirve al mercado mayorista de energía o proporciona servicios a la utilidad. Los participantes comparten los ingresos generados.

Ambos modelos tienen como objetivo maximizar el valor económico, pero las utilidades se centran más en la fiabilidad y resiliencia de la red, mientras que los agregadores de terceros enfatizan el compromiso del cliente a través del ahorro de costos de energía e incentivos. También están surgiendo modelos híbridos donde la utilidad y el agregador colaboran para extraer beneficios para todas las partes interesadas.

Las diversas fuentes de ingresos para las VPPs incluyen pagos por capacidad, tarifas por servicios auxiliares, ventas de energía y ahorros operativos. Monetizar estas fuentes de valor es clave para la viabilidad financiera de los proyectos, especialmente cuando se requieren inversiones iniciales en infraestructura avanzada de medición y control.

Perspectivas Futuras y Desafíos

Los analistas pronostican un crecimiento significativo para las plantas de energía virtual a medida que las energías renovables distribuidas y los dispositivos inteligentes proliferan. Guidehouse (anteriormente Navigant Research) proyecta que la capacidad global de las VPPs alcanzará más de 115 gigavatios para 2027, un aumento catorce veces mayor desde 2019. Sin embargo, persisten incertidumbres en torno a las políticas regulatorias, el acceso a los mercados, la adquisición de clientes, los requisitos complejos de software y las tecnologías competidoras.

Las directrices claras para la consolidación serán críticas para abrir flujos de ingresos para las VPPs. En los EE.UU., la Orden 841 de la Comisión Federal de Regulación de Energía busca igualar el campo de juego al requerir que los operadores de red permitan la participación de las VPPs junto a los generadores tradicionales en los mercados mayoristas de energía. Pero persisten problemas de implementación en torno a los procesos de interconexión, los estándares de medición y los requisitos de transparencia.

La escalabilidad y la interoperabilidad presentan desafíos adicionales. Las plataformas de software de las VPPs necesitan interactuar con hardware diverso y ser lo suficientemente robustas para coordinar potencialmente millones de activos. La falta de estándares tecnológicos comunes dificulta la integración plug-and-play. La ciberseguridad también es una preocupación importante dado el aumento de las superficies de ataque.

Takeaway

Las VPPs representan un paso importante en la modernización y descentralización del sector energético. Empoderan a los clientes como participantes activos de la red mientras mantienen la fiabilidad. Las VPPs sintetizan las contribuciones de los recursos distribuidos para maximizar los beneficios para todas las partes interesadas con una planta de energía virtual optimizada y resiliente. Las barreras restantes son superables con políticas, regulaciones, modelos de negocio y estándares tecnológicos reflexivos. Las VPPs están impulsando la evolución hacia una red más sostenible y participativa que integra con éxito mayores cuotas de energías renovables.

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