"Las centrales eléctricas virtuales representan una 'Internet de la energía ' ", afirmó el analista senior Peter Asmus de Pike Research. "Estos sistemas aprovechan las redes existentes para adaptar los servicios de suministro y demanda de electricidad para un cliente. Los VPP maximizan el valor tanto para el usuario final como para la empresa de distribución utilizando un sofisticado conjunto de sistemas basados en software. Son dinámicos, entregan valor en tiempo real, y puede reaccionar rápidamente a las condiciones cambiantes de carga del cliente".
Una planta de energía virtual ( VPP ) es un sistema que integra múltiples fuentes de energía, posiblemente heterogéneas, para proporcionar energía a la red. [1] Una VPP normalmente vende su producción a una empresa de electricidad. [2] [3] [4] [5] [6] [7] Los VPP permiten que recursos energéticos que individualmente son demasiado pequeños para ser de interés para una empresa de servicios públicos agreguen y comercialicen su energía. [6] A partir de 2024, los VPP operaban en Estados Unidos, Europa y Australia.
Un estudio informó que las VPP durante los períodos de máxima demanda son hasta un 60% más rentables que las plantas de mayor demanda. [8]
Los VPP suelen agregar una gran cantidad de recursos energéticos distribuidos (DER). Los recursos pueden ser de carga despachable o no despachable, controlable o flexible (CL o FL). Los recursos pueden incluir microCHP , motores alternativos alimentados con gas natural , plantas de energía eólica (WPP) a pequeña escala , energía fotovoltaica (PV), plantas hidroeléctricas de pasada , pequeñas centrales hidroeléctricas , biomasa , generadores de respaldo y sistemas de almacenamiento de energía como los domésticos. o baterías de vehículos (ESS), y dispositivos cuyo consumo sea regulable (como calentadores de agua y electrodomésticos). Las cifras y la heterogeneidad significan que la producción del sistema no depende de ningún recurso único, lo que ofrece el potencial de una producción estable incluso si la producción de un solo recurso no es predecible.
La tecnología Vehicle to Grid permite que los vehículos eléctricos conectados a la red participen en VPP. Luego, el VPP controla la velocidad a la que cada vehículo carga/descarga (acepta/entrega energía). El VPP puede reducir o revertir el ritmo al que se cargan los vehículos. Por el contrario, cuando la red tiene un excedente de energía, los vehículos pueden cargar libremente.
El mismo principio se aplica a otros sistemas, como las bombas de calor o los acondicionadores de aire, que pueden reducir sus demandas de energía para reducir la demanda. [9]
Las VPP basadas en almacenamiento pueden aumentar a velocidades más altas que los generadores térmicos (como las plantas de combustibles fósiles), lo que es especialmente valioso en redes que experimentan una curva de pato y deben satisfacer altos requisitos de aceleración por la mañana y por la noche.
La entrega de energía está controlada por un sistema de gestión. La naturaleza distribuida de los VPP requiere que el software responda de manera adecuada y segura a las solicitudes de energía, facturación de servicios públicos, pagos a propietarios de recursos, etc. [10] [11]
Normalmente, el VPP proporciona energía (únicamente) cuando la empresa de servicios públicos la solicita.
Con los recursos adecuados, una VPP puede suministrar energía incremental en poco tiempo, lo que le permite ayudar a las empresas de servicios públicos a gestionar las cargas máximas que, de otro modo, requerirían la compra de energía costosa de una planta de máxima demanda (normalmente, gas natural de ciclo combinado ).
Con una escala suficiente, un VPP puede funcionar como un generador de seguimiento de carga , suministrando producción dinámicamente a medida que la demanda cambia a lo largo del ciclo día/noche.
Las plantas de energía virtuales pueden proporcionar servicios auxiliares que ayudan a mantener la estabilidad de la red, como la regulación de frecuencia y la provisión de reserva operativa . Estos servicios se utilizan principalmente para mantener el equilibrio instantáneo de la oferta y la demanda eléctrica. Estos servicios deben responder a señales para aumentar o disminuir la carga del orden de segundos a minutos.
Un VPP genera ingresos que se distribuyen entre los recursos que suministran energía, lo que anima a los propietarios de recursos a unirse a la empresa.
Los mercados de energía son mercados mayoristas de productos básicos que se ocupan específicamente de la energía eléctrica. [12] [6] Los precios de mercado fluctúan con la demanda y cuando otros recursos fallan (por ejemplo, cuando no sopla el viento). Desde el punto de vista de otros participantes del mercado, la VPP se comporta como una central eléctrica gestionable convencional. Un VPP actúa como arbitrajista entre diversos pisos de negociación de energía (es decir, contratos bilaterales y PPA, mercados a plazo y de futuros, y el pool). [3] [4] [5] [7]
Se han aplicado cinco estrategias de cobertura de riesgos a los problemas de toma de decisiones de los VPP para medir el nivel de conservadurismo de las decisiones de los VPP en los mercados de energía (por ejemplo, el mercado de electricidad diario, el mercado de intercambio de derivados y los contratos bilaterales):
En Estados Unidos, las plantas de energía virtuales se ocupan del lado de la oferta y ayudan a gestionar la demanda, y garantizan la confiabilidad de las funciones de la red a través de la respuesta a la demanda (DR) y otros enfoques de cambio de carga, en tiempo real. [14] En 2023, el Departamento de Energía estimó la capacidad de las VPP en alrededor de 30 a 60 gW, alrededor del 4% al 8% de la demanda máxima de electricidad. [8]
Texas tiene dos VPP operados por Tesla. Los miembros elegibles de Tesla Electric se unen automáticamente a la Planta de Energía Virtual, compuesta por baterías Tesla Powerwall . Como tal, el VPP toma energía cuando la red necesita soporte. Tesla paga al propietario una tarifa mensual además del pago por unidad de energía entregada. [15]
California tiene dos mercados eléctricos: minorista privado y mayorista. A partir de 2022, PG&E pagó a los proveedores de VPP $2/kWh durante la demanda máxima . [16] En agosto/septiembre de 2022, SunRun VPP solía entregar 80 MW en las horas punta, [17] y Tesla VPP suministraba 68 MW. [18] [19]
Green Mountain Power de Vermont trabaja con Tesla para ofrecer un Powerwall a los clientes participantes a una tarifa con descuento. [8]
Tres empresas de servicios públicos de Massachusetts, National Grid, Eversource y Cape Light Compact implementaron un VPP. [8]
El Instituto de Tecnología de Suministro de Energía Solar de la Universidad de Kassel en Alemania realizó una prueba piloto de un VPP que vinculaba la energía solar, la eólica, el biogás y la hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo para proporcionar energía de seguimiento de carga a partir de fuentes renovables. [20] Los VPP se denominan comúnmente agregadores.
Un VPP operaba en la isla escocesa de Eigg , en las Hébridas Interiores . [21] [22]
Kraftwerke de Colonia, Alemania, opera una VPP en siete países europeos que proporciona recursos de carga pico, comercio de energía y servicios de equilibrio de red. La empresa agrega energía procedente de biogás, solar y eólica, así como de consumidores de energía a gran escala. [23]
El operador de red de distribución UK Power Networks y Powervault, un fabricante de baterías y agregador de energía, crearon el primer VPP de Londres en 2018, instalando una flota de sistemas de baterías en más de 40 hogares en el distrito londinense de Barnet, ofreciendo una capacidad de 0,32 MWh. [24] Este plan se amplió mediante un segundo contrato en St Helier, Londres, en 2020. [25]
En septiembre de 2019, SMS plc entró en el sector VPP en el Reino Unido tras la adquisición de la startup irlandesa de tecnología energética Solo Energy. [26]
En octubre de 2020, Tesla lanzó su Tesla Energy Plan en el Reino Unido en asociación con Octopus Energy , permitiendo a los hogares unirse a su VPP. Los hogares participantes funcionan con energía renovable, ya sea a partir de paneles solares o de Octopus Energy. [27]
En agosto de 2020, Tesla comenzó a instalar un sistema solar en el techo de 5 kW y una batería Powerwall de 13,5 kWh en cada local de Housing SA, sin costo para el inquilino. Como la planta de energía virtual más grande de Australia del Sur, los sistemas solares y de batería se administraron de manera centralizada, entregando en conjunto 20 MW de capacidad de generación y 54 MWh de almacenamiento de energía. [28]
En agosto de 2016, AGL Energy anunció un plan de planta de energía virtual de 5 MW para Adelaida , Australia. La empresa tenía previsto suministrar sistemas fotovoltaicos y de baterías de Sunverge Energy, de San Francisco, a 1.000 hogares y empresas. Los sistemas cuestan a los consumidores 3.500 dólares australianos y se esperaba que recuperaran el gasto en 7 años con las tarifas actuales de la red de distribución . El plan tiene un valor de 20 millones de dólares australianos y se considera el mayor del mundo. [29]
