O Impacto das Usinas Virtuais de Energia

A rede elétrica está passando por uma transformação. O que antes era um sistema centralizado de grandes usinas transmitindo eletricidade para os clientes tornou-se mais distribuído com o crescimento de fontes de energia renovável, como os painéis solares nos telhados. Essa distribuição traz complexidade no equilíbrio entre oferta e demanda, mas também cria oportunidades para a inovação. Uma dessas inovações é a usina virtual de energia (VPP, na sigla em inglês). As VPPs agregam e coordenam recursos energéticos distribuídos para fornecer serviços e confiabilidade semelhantes a uma usina tradicional, mas com mais flexibilidade e sustentabilidade. Neste artigo, exploraremos o que exatamente são as VPPs, seus benefícios e seu potencial impacto na rede elétrica do futuro.

O que é uma Usina Virtual de Energia?

Uma usina virtual de energia é um sistema baseado em nuvem que gerencia remotamente uma rede de recursos energéticos distribuídos (DERs). Esses recursos podem incluir painéis solares, turbinas eólicas, armazenamento em baterias, veículos elétricos, cargas flexíveis de edifícios comerciais e mais. A característica chave de uma VPP é sua capacidade de combinar e otimizar todos esses ativos em uma plataforma de software centralizada.

O operador da VPP supervisiona a coordenação dos DERs por meio da coleta de dados em tempo real e controles automatizados. Ao analisar as operações e o uso de energia da rede, o software da VPP pode determinar quando puxar eletricidade das baterias, reduzir cargas não críticas ou aumentar a produção dos painéis solares para atender às demandas da rede. Esse nível de controle inteligente permite que o sistema opere de maneira semelhante a uma usina tradicional.

As VPPs oferecem maior confiabilidade e resiliência em comparação com DERs individuais. Com regulamentações e incentivos, elas também podem incentivar uma adoção mais ampla de fontes de energia renovável nas redes de distribuição. Um bairro de residências com painéis solares nos telhados pode ser intermitente em dias nublados, mas conectado em uma VPP pode manter uma produção estável. Os ativos geograficamente dispersos oferecem redundância, enquanto o software otimiza o despacho.

Benefícios das Usinas Virtuais de Energia

As usinas virtuais de energia desbloqueiam um valor significativo de recursos energéticos distribuídos que, de outra forma, estariam limitados. Alguns dos principais benefícios incluem:

Maior Integração de Energias Renováveis: Ao fornecer controle e mitigar a variabilidade, as VPPs facilitam a conexão de mais fontes renováveis como o vento e o sol na rede. Elas são uma tecnologia chave para sistemas de alta energia renovável.
Melhoria da Confiabilidade e Resiliência da Rede: As VPPs podem fornecer serviços de rede para equilíbrio, regulação de frequência e suporte de tensão. A distribuição geográfica dos ativos também limita o impacto das interrupções. Essas capacidades permitem que as VPPs melhorem a estabilidade geral da rede.
Redução de Investimentos em Infraestrutura: Agregar os DERs existentes é frequentemente mais rentável do que construir novas usinas convencionais para atender à demanda de eletricidade. As concessionárias podem evitar grandes despesas de capital com as VPPs.
Envolvimento e Empoderamento do Cliente: Residências e empresas podem desempenhar um papel mais ativo na gestão de energia ao se juntar a uma VPP. Isso envolve os clientes nas operações da rede para economizar custos e até ganhar receita.
Gestão Eficiente de Energia Distribuída: O software da VPP otimiza quando carregar e despachar baterias, modular cargas de edifícios e aumentar fontes de geração para minimizar custos. Isso pode reduzir as contas de energia para os participantes.
Suporte para Veículos Elétricos: As VPPs podem incorporar a carga gerenciada de veículos elétricos para ajudar a rede a lidar com a crescente demanda de energia. A carga inteligente mitiga picos de milhares de VEs conectando-se após o trabalho.

Embora os ativos mais comuns hoje sejam solares, baterias e cargas flexíveis de edifícios, as VPPs podem integrar quase qualquer dispositivo conectado à internet que produza ou consuma eletricidade. Isso pode incluir eletrodomésticos inteligentes, eletrólises de hidrogênio, unidades de cogeração e mais no futuro. A arquitetura modular e escalável significa que as VPPs podem coordenar uma ampla variedade de recursos.

Modelos de Negócio das VPPs

Existem dois modelos de negócio principais para as VPPs:

Modelo de Propriedade da Concessionária: A concessionária local implanta e opera a VPP para otimizar seus ativos de rede de distribuição e os DERs de seus clientes. Este modelo oferece à concessionária máxima visibilidade e controle, o que auxilia no planejamento e operações.

Modelo de Agregador de Terceiros: Uma empresa externa recruta clientes e agrega seus DERs em uma VPP servindo ao mercado de energia no atacado ou fornecendo serviços à concessionária. Os participantes compartilham os rendimentos gerados.

Ambos os modelos visam maximizar o valor econômico, mas as concessionárias focam mais na confiabilidade e resiliência da rede, enquanto os agregadores terceiros enfatizam o envolvimento do cliente por meio de economias de custos de energia e incentivos. Modelos híbridos também estão surgindo onde a concessionária e o agregador colaboram para extrair benefícios para todas as partes interessadas.

As diversas fontes de receita para as VPPs incluem pagamentos por capacidade, taxas de serviços auxiliares, vendas de energia e economias operacionais. Monetizar esses fluxos de valor é fundamental para a viabilidade financeira dos projetos, especialmente quando exigem investimentos iniciais em infraestrutura avançada de medição e controle.

Perspectivas Futuras e Desafios

Os analistas preveem um crescimento significativo para as usinas virtuais de energia à medida que as energias renováveis distribuídas e os dispositivos inteligentes proliferam. Guidehouse (anteriormente Navigant Research) projeta que a capacidade global das VPPs alcançará mais de 115 gigawatts até 2027, um aumento de quatorze vezes em relação a 2019. No entanto, incertezas permanecem em torno das políticas regulatórias, acesso aos mercados, aquisição de clientes, requisitos complexos de software e tecnologias concorrentes.

Diretrizes claras para consolidação serão críticas para abrir fluxos de receita para as VPPs. Nos EUA, a Ordem 841 da Comissão Federal de Regulação de Energia visa nivelar o campo de jogo ao exigir que os operadores de rede permitam que as VPPs participem ao lado dos geradores tradicionais nos mercados de energia no atacado. Mas problemas de implementação persistem em torno dos processos de interconexão, padrões de medição e requisitos de transparência.

Escalabilidade e interoperabilidade apresentam desafios adicionais. As plataformas de software das VPPs precisam interagir com hardware diversificado e ser robustas o suficiente para coordenar potencialmente milhões de ativos. A falta de padrões tecnológicos comuns dificulta a integração plug-and-play. A cibersegurança também é uma preocupação importante, dado o aumento das superfícies de ataque.

Takeaway

As VPPs representam um passo importante na modernização e descentralização do setor elétrico. Elas empoderam os clientes como participantes ativos da rede enquanto mantêm a confiabilidade. As VPPs sintetizam as contribuições dos recursos distribuídos para maximizar os benefícios para todas as partes interessadas com uma usina virtual de energia otimizada e resiliente. As barreiras remanescentes são superáveis com políticas, regulamentações, modelos de negócios e padrões tecnológicos criteriosos. As VPPs estão impulsionando a evolução em direção a uma rede mais sustentável e participativa que integra com sucesso maiores parcelas de energias renováveis.

Se você tem dúvidas relacionadas às nossas soluções de medição, armazenamento de energia ou VPPs, não hesite em entrar em contato. Estamos aqui para ajudar e acolhemos seus valiosos pensamentos e comentários.