Las ‘Virtual Power Plants’ están creciendo a nivel mundial. Impulsados por distribuidores y promotores inmobiliarios con visión de futuro ¿Se están perdiendo Costa Rica y Honduras?
Las ‘Virtual Power Plants’ (VPP) desbloquean una capacidad energética flexible y resistente y, como resultado, están transformando los mercados energéticos. Aunque están creciendo rápidamente en todo el mundo, los VPP están casi ausentes en América Latina. Una planta de energía virtual (VPP) es una plataforma de energía que utiliza nuevas tecnologías como inteligencia artificial (IA), computación en la nube, Internet de las cosas (IoT) y generación de energía renovable.
Internet ha cambiado el mundo, incluido el mundo de la energía. Con la caída de los costos de las energías renovables y una explosión de innovaciones y nuevas eficiencias, cada vez más consumidores, empresas y gobiernos están invirtiendo en energía solar, vehículos eléctricos, baterías y medidores inteligentes.
Con las estructuras de Smart Grid en expansión y los recursos energéticos distribuidos creciendo exponencialmente, las Plantas de Energía Virtual se están convirtiendo en un puente entre los dos.
¿Qué son las plantas de energía virtuales y por qué son importantes los VPP? Nuestro objetivo es explicar por qué Centroamérica no debería quedarse atrás y cómo los consumidores, las empresas y los gobiernos pueden beneficiarse de este novedoso concepto. Pero primero, para comprender los VPP, uno debe comprender los recursos energéticos distribuidos.
El futuro está distribuido: los recursos energéticos distribuidos (DER) están asumiendo el control, pero ¿qué son?
Los recursos energéticos distribuidos describen la amplia gama de tecnologías energéticas a pequeña y gran escala propiedad de consumidores y empresas e incluso gobiernos. Los DER incluyen tecnologías maduras como la generación distribuida (por ejemplo, energía solar fotovoltaica y eólica), respuesta a la demanda, cargadores rápidos de vehículos eléctricos (no solo automóviles, sino también la electrificación de autobuses, ferrocarriles, puertos y flotas), almacenamiento de energía (baterías, almacenamiento térmico), microrredes (que facilitan la generación renovable, el almacenamiento y la resiliencia de la red), eficiencia energética y electrodomésticos inteligentes.
Todos estos recursos se conectan a la red a nivel de distribución. Y a medida que aumenta la penetración de los DER, la red de distribución cambia de una red radial de fuente única a una red de múltiples fuentes, lo que significa que las empresas de servicios públicos deben mantener los límites de voltaje, vigilar los límites de interrupción de cortocircuitos y mantener la estabilidad de la red interconectada, ya que los DER hacen Todo el proceso es más complejo y desafiante. Por el lado positivo, la red se puede transformar para que sea más confiable y eficiente.
¿Cuáles son los desafíos cuando DER se encuentra con la red?
·Cómo administrar el voltaje
·Cómo predecir la oferta y la demanda
·Cómo las redes pueden conectar más DER de forma más barata y rápida al tiempo que reducen los costos y operan dentro de los límites técnicos del sistema eléctrico
·Cómo superar los desafíos técnicos y comerciales de la gestión de una red integrando DER
¿Por qué los recursos energéticos distribuidos son tan transformadores?
DER es una opción más rápida y menos costosa para la construcción de grandes centrales eléctricas y líneas de transmisión de alto voltaje. Los DER ofrecen a los consumidores el potencial de un menor costo, mayor confiabilidad del servicio, alta calidad de energía, mayor eficiencia energética e independencia energética. El uso de tecnologías de generación de energía distribuida renovable no solo puede proporcionar un beneficio ambiental significativo, sino también ahorros de costos y un sistema energético más resistente.
Las ‘Virtual Power Plants’ se están convirtiendo en una fuerza impulsora en el sector energético
El VPP es una estructura de TI que integra diferentes tipos de fuentes de energía distribuidas, consumidores flexibles y almacenamiento de energía entre sí y con otros segmentos del mercado en tiempo real a través de una red inteligente. El VPP produce efectos positivos en la red eléctrica, como garantizar la seguridad energética, mejorar la estabilidad y confiabilidad de la red, optimizar el uso de los recursos energéticos, reducir la respuesta de carga-demanda, regular la frecuencia, utilizar reservas operativas, gestionar la demanda pico.
– Ropuszyńska-Surma , Edyta y Borgosz-Koczwara , Magdalena. (2019). La planta de energía virtual: una revisión de los modelos comerciales. Web de conferencias E3S. 108. 01006. 10.1051 / e3sconf / 201910801006.
Los recursos energéticos distribuidos (DER) se están volviendo más comunes cada día en las redes de todo el mundo, desde paneles solares y baterías hasta cargadores de vehículos eléctricos y electrodomésticos inteligentes; solo se espera que los números aumenten.
Como resultado, las nuevas formas de combinar estos DER están abriendo nuevas opciones para satisfacer las necesidades energéticas de los consumidores. Las microrredes y los VPP son dos de estas opciones que están experimentando un rápido crecimiento. Es útil distinguir entre estas dos opciones: ambas son una agregación y optimización de DER. La diferencia es que una microrred tiene un límite de red confinado y puede desconectarse de la red más grande para crear una isla de energía. Por el contrario, los VPP pueden extenderse a una geografía mucho más amplia y pueden crecer o reducirse según las condiciones del mercado en tiempo real.
La cartera de DER en un VPP puede ser la misma combinación (solar, baterías, electrodomésticos inteligentes, turbinas eólicas, incluso un generador) que una microrred. Sin embargo, la propuesta de valor principal para un VPP es que los servicios de estos activos DER fluyan aguas arriba hasta un operador de red de transmisión o de servicios públicos; los servicios no están aislados en una isla de la red más grande.
Por lo tanto, un VPP solo se puede crear si hay un mercado al que vender su energía y servicios, lo que significa que los VPP son muy dependientes de las regulaciones, a diferencia de las microrredes que se pueden crear en cualquier lugar y no dependen tanto de las estructuras del mercado. Una microrred puede aislarse de la red principal, mientras que los VPP no. Sin embargo, si una microrred comienza a vender sus servicios combinados a la red, como la respuesta a la demanda, se convierte en una planta de energía virtual.
¿Cómo funciona un VPP?
Las plantas de energía virtual representan un ‘Internet de la energía’ ”. Estos sistemas aprovechan las redes de la red existente 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 mediante un conjunto sofisticado de sistemas basados en software. Son dinámicos, ofrecen valor en tiempo real y pueden reaccionar rápidamente a las cambiantes condiciones de carga de los clientes.
– Peter Asmus de Pike Research
En un VPP, todas las unidades (producción, consumo y almacenamiento) están conectadas al sistema de control central del VPP para que todos los activos puedan ser monitoreados, coordinados y controlados de manera eficiente por el sistema de control central. Los comandos de control y los datos se transmiten a través de conexiones de datos seguras, protegidas de otro tráfico de datos mediante protocolos de cifrado.
Además de operar cada unidad VPP individual en un horario optimizado, el sistema de control central usa algoritmos para ajustarse al equilibrio de los comandos de reserva de los operadores del sistema de transmisión, tal como lo hacen las plantas de energía convencionales más grandes. Este intercambio de datos bidireccional entre las unidades individuales y el VPP permite la transmisión de comandos de control, así como datos en tiempo real sobre la utilización de la capacidad de las unidades en red. Por ejemplo, la alimentación de energía eólica y plantas solares, así como los datos de consumo y los niveles de carga de almacenamiento de electricidad, se pueden utilizar para generar pronósticos precisos para el comercio de electricidad y la programación de las plantas de energía controlables.
Habían 3 segmentos de mercado VPP, pero ahora Su realmente todo Híbridos
La industria ha estado discutiendo los VPP durante más de una década (se considera que el primero del mundo es el VPP de German Utility RWE que ha estado funcionando desde octubre de 2008), pero el significado del término ha evolucionado junto con la mejora de la tecnología. Es útil dividir el mercado de VPP en tres sectores:
1. Demand Response-VPPs: El DR-VPP es el segmento de VPP más maduro. Aquí, los picos de demanda se satisfacen aumentando las descargas casi en tiempo real en lugar de encender las plantas de energía de combustibles fósiles. Esta aplicación DR-VPP es el segmento comercial más grande de EE. UU., Que tiene el mercado de DR más grande del mundo.
2. VPP del lado de la oferta: en la aplicación SS-VPP, una cartera de recursos típicamente diversos se ensambla y gestiona con tecnología de red inteligente para que el equilibrio del suministro se orquesta para imitar los servicios que haría una planta convencional de carbón, gas o nuclear las 24 horas del día, los 7 días de la semana. proporcionar. La mayoría de estos VPP se centran en fuentes renovables variables, aunque existen VPP del lado de la oferta que agregan y optimizan la generación de diésel y otros activos fósiles. Pioneros en gran parte en Europa, los SS-VPP parecen haber alcanzado su punto máximo en términos de tracción en el mercado.
3. VPP de activos mixtos: MA-VPP es el objetivo final de los VPP, ya que este segmento gestiona la generación, la carga y el almacenamiento de energía juntos para proporcionar un intercambio sinérgico de los recursos de la red para obtener más valor y reducir los costos de capital. Este segmento ha crecido rápidamente durante los últimos 2 años y ahora es el estándar de la industria. En este sector, cualquier nodo en la red representa una solución potencial tanto para las redes de distribución regionales como para los desafíos de suministro y confiabilidad de la red de transmisión mayorista.
Los VPP están despegando en todo el mundo, excepto en América Latina
La capacidad global total de VPP en 2019 estuvo justo por debajo de 4 GW, y se prevé que crezca a 35 GW para 2028 , una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 27,1%.
Pronóstico total del mercado de VPP en $ my MW
Ejemplos de VPP líderes en todo el mundo
Australia del Sur: las ‘baterías grandes’, una parte clave de la estrategia de descarbonización y modernización del gobierno estatal, VPP pronto podría ser la más grande del mundo
En Australia del Sur, AGL Energy informa que están agregando los sistemas de baterías de 1,000 hogares con energía solar fotovoltaica en la azotea en Adelaida para crear una planta de energía virtual (VPP) con un total de 5 megavatios de capacidad. El minorista de energía está trabajando con el proveedor de software Enbala para optimizar la coordinación de DER y maximizar los beneficios generales en el cliente de servicios públicos, los mercados mayoristas (energía y auxiliares) y las corrientes de valor del servicio de red.
“Esta batería es otro paso en la transición energética del estado y al mismo tiempo permite una respuesta rápida a los cambios en la generación renovable cuando nuestros clientes y comunidades la necesitan”.
– Brett Redman, director ejecutivo de AGL
El VPP de AGL podría ser el más grande del mundo en algún momento de 2021; se encuentra entre los más sofisticados debido a la variedad de activos de los proveedores involucrados (tres tipos diferentes de baterías) y los servicios de red prestados. Casi el 25 por ciento de los hogares dentro del territorio de servicio de AGL (1,7 millones de prosumidores) cuentan con sistemas fotovoltaicos solares en la azotea, lo que ilustra el alcance de los activos potenciales disponibles para incluir en los VPP en Australia, uno de los puntos críticos del mundo en lo que respecta a la innovación de DER y VPP.
Para conocer algunas lecciones aprendidas de los muchos proyectos de demostración de VPP que se están llevando a cabo en Australia, consulte el excelente sitio web de AEMO.
Jeju Island en Corea del Sur el objetivo Para paraíso carbono-neutral
Jeju, Corea del Sur: en busca de un paraíso neutro en carbono
En Corea del Sur, la isla de Jeju está construyendo un VPP de última generación que explora el nexo entre el transporte inteligente, los servicios de electricidad inteligentes y las actualizaciones de redes inteligentes. Corea del Sur desde 2009 ha estado persiguiendo avances agresivos en la tecnología de redes inteligentes con la isla de Jeju como piloto. Los planes de la isla de Jeju de depender de una energía 100 por ciento libre de carbono para la electricidad y el transporte para 2030 con el objetivo de convertirse en la ‘primera isla libre de carbono’ del mundo.
Se pronostica que la población de PEV llegará a 371.000 para 2030, con el apoyo de 75.513 estaciones de carga, un recurso de red potencial sustancial. Los vehículos eléctricos y su capacidad para proporcionar soporte a la red se gestionarán reconociendo el estado de carga de las baterías móviles y optimizando el comportamiento de respuesta del mercado de los agregadores de vehículos eléctricos. Las lecciones aprendidas de estas pruebas ayudarán a que esta flota de vehículos eléctricos se convierta en una parte integral de la estrategia del proyecto para abordar la variabilidad de la energía eólica y solar a medida que se eliminan todos los combustibles fósiles.
Más información: El camino hacia una isla libre de carbono
Planes más grande de Japón VPP En El Mundo
Japón sigue siendo escaso de capacidad tras el accidente de la planta nuclear de Fukushima en 2011, y tiene una larga historia de exploración de DER. Como resultado, está desarrollando la planta de energía virtual (VPP) detrás del medidor (BTM) más grande del mundo. El VPP agregará aproximadamente 10,000 DER, inicialmente enfocándose en baterías, pero con un alcance creciente para incluir energía solar, vehículos eléctricos, termostatos domésticos inteligentes, y también podrá transformarse en una microrred. El proyecto proporcionará baterías a los consumidores residenciales sin costo inicial y, en caso de un corte de energía, actuará como una fuente de energía de emergencia para el residente. A cambio, los clientes permitirán a la empresa acceder a las baterías en transacciones de capacidad de mercado.
La caída de los costos de la energía solar y el almacenamiento, combinada con la apertura de oportunidades en los mercados de capacidad, significa que la respuesta a la demanda y los DER se están convirtiendo en un componente clave de nuestras operaciones diarias.
Masahiro Kobayashi, presidente y director representante de ENERES, empresa japonesa de servicios de gestión energética
Japón y Corea del Sur se comprometieron a convertirse en carbono neutral para 2050 en octubre de 2020. Japón es la tercera economía más grande del mundo y el quinto mayor emisor. La República de Corea es la undécima economía del mundo y el sexto exportador. En julio, el país también anunció un New Green Deal por valor de 35.000 millones de dólares para poner fin a la inversión en carbón.
El VPP más avanzado de Inglaterra completado en 2020
Batería de casa sonnen
En Cornwall, Inglaterra, Centrica y Sonnen han instalado una red de 100 baterías domésticas para formar el VPP más avanzado del Reino Unido.
La red de sistemas de almacenamiento de energía domésticos descentralizados ha sido aprobada por National Grid, lo que permite que las baterías se agreguen en una plataforma en la nube para proporcionar una respuesta dinámica de frecuencia firme (FFR): vender espacio de almacenamiento cuando la red está sobrecargada o proporcionar energía almacenada durante períodos. de máxima demanda.
El mercado energético local de Cornualles entregará hasta 585 kilovatios-hora de capacidad de batería y hasta 169 kilovatios de energía solar a la empresa de red local Western Power Distribution y al operador del sistema de transmisión nacional, National Grid.
Los activos de almacenamiento residenciales serán agregados a través de una plataforma proporcionada por la propiedad de Shell-(y socio Avolta Energía) empresa de almacenamiento de energía Sonnen .
“La transformación de la energía digital, hacia un sistema de energía limpia, se está llevando a cabo en todo el mundo y nuestra tecnología es una clave importante para su éxito. sonnen es el primer proveedor en el Reino Unido en precalificar con una planta de energía virtual de sistemas de almacenamiento domésticos descentralizados . Cada megavatio proporcionado a través de la red reemplaza uno que habría sido generado por las centrales eléctricas convencionales de combustibles fósiles «.
– Jean-Baptiste Cornefert , director general de sonnen eServices
América Latina está experimentando algunos avances en las microrredes, pero casi nada en los VPP
Pronóstico de ingresos y capacidad de DER de microrred global regional
América Latina no se ve por ninguna parte en el pronóstico de VPP, sin embargo, es el mercado regional de microrredes de más rápido crecimiento debido en parte al programa de microrredes propuesto en Puerto Rico, que podría representar una inversión total a largo plazo de $ 14 mil millones. La Autoridad de Energía Eléctrica de Puerto Rico ha propuesto reconfigurar la red de la isla para que esté compuesta por ocho microrredes a gran escala de aproximadamente 500 MW cada una. Esta configuración está destinada a evitar los cortes de energía masivos que azotaron a Puerto Rico en 2017 debido al huracán María. Estas microrredes a gran escala, es decir, minirredes, respaldan grupos de infraestructura crítica de transmisión y distribución, proyectos que cumplen con la definición de microrredes de distribución de servicios públicos. Dentro de estos sistemas más grandes, hay varias microrredes más pequeñas en empresas individuales, gobiernos locales y otras instalaciones críticas.
América Latina se está quedando atrás en los VPP debido a regulaciones rezagadas
Los VPP necesitan un mecanismo de mercado para vender sus servicios en la red, sin esta capacidad de monetizar el valor total de los servicios proporcionados por los DER agregados; se proporcionará una cantidad subóptima de ellos. En otras palabras, no sucederán sin el tipo de reformas del mercado energético que hemos visto en gran parte de Estados Unidos, Europa, Asia y Australia.
Llame a Avolta Energy para desbloquear la fiabilidad, la resistencia y la flexibilidad de la energía
La confiabilidad inherente a un VPP y una microrred significa que son más resistentes a los desastres naturales y están demostrando generar ahorros. Si usted es un desarrollador de propiedades aquí en América Central y busca ahorrar dinero y aumentar la resiliencia mediante la construcción de una microrred en su desarrollo, comuníquese con nosotros y podemos analizar sus opciones sin costo para usted. Y si las regulaciones del mercado cambian en el futuro y se aclara un camino para vender servicios de red, Avolta Energy estará feliz de trabajar con usted y hacer que eso suceda también.