El arma secreta de California se usa para evitar el cierre

California está probando un nuevo enfoque para la gestión de la electricidad: plantas de energía virtual, que son redes de baterías residenciales y dispositivos inteligentes que funcionan juntos como un generador único y enviable. Los primeros resultados indican que estos sistemas distribuidos podrían transformar la forma en que los servicios públicos equilibran la oferta y la demanda de una red que está cada vez más impulsada por la energía solar y eólica.

VPPS coordina miles de baterías detrás del medidor, termostatos inteligentes y otros dispositivos conectados para actuar colectivamente como un solo recurso de red. La idea es simple: si cada batería o dispositivo inteligente doméstico proporciona una pequeña parte de su energía almacenada en el momento adecuado, la salida combinada puede ser enorme.

En una prueba en julio, los tres principales servicios públicos en California coordinaron cientos de baterías domésticas a través de Sunrun, formando una planta de energía virtual de 500 megavatios, suficiente para rivalizar la mitad de un reactor nuclear de Diablo Canyon. El experimento muestra que los sistemas de propiedades del consumidor, cuando se combinan, pueden proporcionar flexibilidad de tiempo real y ayudar a evitar que se apague durante la máxima demanda.

“Cuando se agregan, estas baterías se pueden enviar para ayudar a la red en momentos críticos, proporcionando tanto la confiabilidad como los posibles beneficios financieros para los participantes”, dijo Paul Dickson, CEO de Sunrun. Mientras que Sunrun vende paneles solares y sistemas de baterías, Dickson dijo que ve que los combustibles tradicionales juegan un papel de soporte. “No defendemos la eliminación de toda la generación fósil. Se trata de crear flexibilidad y resiliencia”.

PG&E tiene como objetivo 7,000 MW de carga flexible para 2040, un aumento de 14 veces a partir de la prueba de julio. Los servicios públicos, las empresas de tecnología y los formuladores de políticas enfrentan un desafío sin precedentes y urgente: equilibrar el suministro de electricidad y la demanda para garantizar que la energía solar de California aún sea ininterrumpida.

Las centrales eléctricas virtuales solo pueden tener éxito si los consumidores participan. Los datos de la industria muestran que las instalaciones de baterías residenciales aumentaron 35% en el año, al año en 2024 en todos los Estados Unidos y Sunrun informa que aproximadamente el 20% de sus clientes eligen sistemas de baterías junto con paneles solares.

La famosa “curva de pato” del estado, un término desarrollado hace años para describir la aguda caída de la demanda limpia durante el pico del sol del mediodía seguido de un aumento nocturno de la noche, se ha vuelto aún más pronunciado. En otras palabras, California genera tanta energía eólica y solar durante el día que esta energía debe almacenarse y luego liberada por la noche cuando estos recursos disminuyen. Ingrese VPPS.

Los servicios públicos coordinan los VPP para administrar la máxima demanda

Esta es la idea básica de la colaboración de PG&E con el sur de California Edison y San Diego Gas & Electric. La coordinación es esencial. A diferencia de voltear a un interruptor de luz, la activación de un VPP requiere una planificación cuidadosa. Tesla y Sunrun, que controlan una gran parte de la capacidad de la batería distribuida, sincronizan sus sistemas para garantizar que todos los recursos se disipan al mismo tiempo.

En la manifestación de julio, todas las baterías se encendieron a las 7 p.m. y a las 9 p.m., una ventana de dos horas elegida para probar la gestión máxima de carga durante la demanda de la noche. El resultado, según Kendrick Li, director de PG&E Net Energy Programs, fue “una nueva marca de aguas altas que nunca antes se había logrado”, demostrando la capacidad del VPP para actuar como un generador sustancial y flexible en la combinación de energía de California.

“Cada batería que podemos enviar ayuda a reducir la tensión del sistema durante las horas pico, especialmente cuando las tomas solar y la generación solar caen”, dijo Li. “Históricamente, los servicios públicos se han basado en plantas de propina, a menudo a disposición de gas, para satisfacer la máxima demanda. Las baterías nos permiten administrar la demanda sin disparar una generación adicional de fósiles”. Los datos hasta ahora sugieren que el sistema es especialmente efectivo durante las ondas de calor y otros eventos de alta demanda.

La escala de impacto es simbólica y práctica. Una contribución de la mitad de Gigawatt representa un poco más del 1% de la carga total de California en un día de ola de calor, modificando en porcentaje pero vital en términos operativos. Los VPP están en la parte inferior de la pila de recursos que usan los operadores del sistema antes de recurrir a una reducción obligatoria, que desencadena los desvíos cuando la oferta no puede satisfacer la demanda. En otras palabras, si se solicita un VPP, los vecindarios se encenderán durante la máxima demanda. De lo contrario, podrían experimentar interrupciones.

El argumento económico de los VPP también está evolucionando. A diferencia de la infraestructura de red tradicional, que es financiada y mantenida colectivamente por todos los pagadores, las baterías nacionales y los dispositivos conectados se compran en privado.

Para los consumidores, el beneficio financiero es simple: pueden vender electricidad almacenada en la red o obtener créditos para reducir la demanda durante los momentos apresurados. Sin embargo, la tecnología en sí es complicada. Las baterías deben comunicarse instantáneamente con los sistemas de control de servicios públicos para responder a los ascensos de electricidad y los algoritmos de software, ambos proporcionan patrones de uso de energía y la producción de energía renovable.

“Es un problema de coordinación masivo”, dice Li. “No solo envíe una batería; envíe miles simultáneamente.

“Ningún cliente útil ha subsidiado a otro”, agrega. “Los clientes mismos gastan los dólares para instalar estas tecnologías”. Estos dispositivos de propiedad privada ahora están trabajando juntos para crear un valor colectivo de la red que se puede usar sin agregar costos adicionales a las facturas de los pagadores.

El costo, la escala y el acceso al consumidor siguen siendo obstáculos

El tamaño de las baterías nacionales es sorprendentemente manejable. El Powerwall de Tesla, uno de los modelos más populares, es aproximadamente la altura de un adulto y descansa sobre una pared. Si bien Sunrun ofrece paquetes de batería solar-plato, las baterías pueden almacenar energía de cualquier fuente en red o en red que otorga más opciones para usuarios y operadores de red.

Subir estos sistemas sigue siendo el próximo obstáculo. Hoy, una batería domiciliaria cuesta alrededor de $ 20,000, excluyendo la instalación y este mantenimiento requiere un técnico profesional. Argumenta que para los VPP para optimizar la energía renovable de California, las baterías deben ser dramáticamente más baratas. Las comparaciones con las baterías de vehículos eléctricos sugieren que los avances tecnológicos podrían reducir los costos con el tiempo, lo que puede hacer que el almacenamiento de la casa sea un dispositivo principal y asequible.

Los reguladores y los grupos de consumo están monitoreando la situación de cerca. Él Comisión de Servicios Públicos de California Es prudente optimista sobre los VPP, considerándolos como un medio para mejorar la confiabilidad de la red. La CPUC ha declarado que los VPP pueden ayudar a integrar varias fuentes de energía, haciendo que la red sea más flexible y duradera. Los grupos de consumo están a bordo, pero quieren asegurarse de que todos puedan participar y obtener los beneficios de los programas VPP sin pagar demasiado.

Aunque las baterías de iones de litio muestran una promesa, todavía hay algunos desafíos que superar. Tienen una capacidad de almacenamiento limitada y muchas personas aún tienen que participar si queremos escalar plantas de energía virtual para adaptarse al poder de la generación tradicional. Además, conectarlos a los sistemas de servicios públicos existentes puede ser complicado.

“Nuestros sistemas de control no fueron diseñados originalmente para el flujo de energía de dos vías en esta escala. Tuvimos que actualizar la infraestructura de software y comunicaciones para administrar miles de activos distribuidos”, dice PG y E.

El experimento de California con las plantas de energía virtual es más que un ejercicio técnico; Refleja un cambio más amplio en una red dominada por las energías renovables. Utilizando baterías de propiedad privadas, dispositivos inteligentes y sistemas de control coordinados, el estado busca mantener el equilibrio, la confiabilidad y la resiliencia en una red donde los patrones de oferta y demanda ya no siguen las tendencias tradicionales.

Las lecciones se extienden más allá del estado de oro. A medida que otros estados y naciones aumenten la capacidad solar y eólica, encontrarán los mismos desafíos y oportunidades que California enfrenta hoy. De hecho, los servicios públicos de 34 estados y Puerto Rico han lanzado o extendido programas VPP.

La Red de América está en un punto de inflexión. Requiere flexibilidad, confiabilidad y resistencia. Si California tiene éxito, no solo mantendrá las luces encendidas. Podría ser un pionero en un modelo para el poder neto y confiable, uno que la comunidad global pronto puede adoptar.