Por qué las centrales eléctricas virtuales son el futuro de la energía solar

Las fuentes de energía renovables son volátiles. Cuando el sol no brilla y el viento no sopla en invierno, no hay suficiente producción de energía para satisfacer la demanda.

Esto no es un problema cuando las centrales de gas pueden compensar las carencias. Pero cuantas más energías renovables haya en la red, mayor será su problema de intermitencia, y los combustibles fósiles tendrán que ir desapareciendo poco a poco para proteger el clima.

El problema surge cuando los paneles solares inyectan tanta electricidad a la red que ésta deja de tener valor en el mercado, con precios incluso negativos. La energía solar produce entonces electricidad que nadie necesita.

Lo frustrante de la transición energética es que, en esos momentos, tenemos demasiada electricidad barata que no se utiliza.

Las energías renovables actuales siguen funcionando en un entorno convencional. Los propietarios de viviendas -a menudo llamados "prosumidores", ya que producen y consumen energía- inyectan la electricidad de sus paneles solares a la red cuando brilla el sol o cuando su batería está completamente cargada.

Estos sistemas de energía solar podrían considerarse "tontos" con cierta justificación, igual que un teléfono móvil antiguo podía contestar llamadas pero no podía hacer nada más hasta la actual era de los smartphones.

En cambio, el futuro de la energía solar debe ser inteligente y conectado. Los prosumidores darán paso a los "flexumidores" que se integran en la red y pueden reaccionar a las señales del mercado.

Al igual que un vehículo autónomo puede actualizarse a distancia y tener cada vez más prestaciones mientras la carrocería del automóvil sigue siendo la misma, el sistema de energía solar doméstico tendrá el mismo aspecto en cuanto a su hardware, pero su software será mucho más potente.

La "varita mágica" para que esto ocurra es el llamado "acoplamiento sectorial", que fusiona las áreas antes separadas de la electricidad, el calor y los combustibles. En el futuro, la electricidad también se utilizará para generar calor mediante bombas de calor, así como para cargar vehículos eléctricos (VE) en casa.

De hecho, un VE es una gran batería sobre ruedas. Una batería de automóvil de tamaño medio, como la del Volkswagen ID3 en configuración de gama media, tiene una capacidad de 62 kWh, equivalente a la cantidad de electricidad que consume una familia en una vivienda unifamiliar en 6-7 días (aproximadamente 8-10 kWh al día).

Para 2030, tan solo Alemania aspira a tener 15 millones de autos eléctricos en circulación, y normalmente los autos particulares permanecen 23 horas al día sin utilizarse.

Esto presenta un enorme potencial para utilizar los vehículos eléctricos como almacenamiento móvil, conectados en red de forma inteligente y controlados mediante una gestión inteligente de la energía. La carga bidireccional, que permite el flujo de energía entre la red y los vehículos eléctricos, está en marcha y pronto podrá utilizarse.

Las bombas de calor también son una forma de almacenamiento intermedio: calientan agua para proporcionar calefacción y agua caliente.

El impacto de una diferencia de 1-2ºC en la temperatura de suministro es insignificante por encima de un umbral mínimo. Si se ajusta el funcionamiento de las bombas de calor para reducir el uso durante los periodos de energía cara y maximizar el uso cuando la energía es barata, pueden ayudar a estabilizar las fluctuaciones en el suministro de energía renovable.

Cientos de miles de baterías domésticas, vehículos eléctricos y bombas de calor están listas para conectarse a una vasta red descentralizada de baterías con una capacidad similar a la de varias centrales nucleares, pero con una flexibilidad sin precedentes.

La empresa alemana de energías renovables Enpal aspira a alcanzar una capacidad superior a un gigavatio en 2026, con el apoyo de un número creciente de proyectos similares.

Esta batería en red, denominada "central eléctrica virtual" (VPP, por sus siglas en inglés), gestiona y acumula de forma inteligente la generación, el almacenamiento y el consumo de electricidad de los hogares adheridos, al tiempo que la comercializa de forma rentable en el mercado eléctrico.

Por ejemplo, carga la batería o el vehículo eléctrico cuando la electricidad es muy barata o cuando los paneles solares del hogar generan un excedente de energía. La electricidad se vuelve a vender a la red cuando los precios del mercado son altos debido a la escasez de luz solar o viento.

Esta plataforma basada en inteligencia artificial (IA) permite a los propietarios ahorrar costos significativos y generar ingresos adicionales. La integración inteligente en el mercado de la energía también allana el camino para abandonar las subvenciones a la energía solar.

Al optimizar las operaciones en el mercado continuo de intradía, las centrales eléctricas virtuales desempeñan al mismo tiempo un papel crucial en el alivio y la mejor utilización de las redes eléctricas.

Descentralizan el almacenamiento del excedente de electricidad cuando la red está sobrecargada e inyectan electricidad de nuevo en la red cuando es necesario. Esto reduce los picos de carga, garantiza una distribución más uniforme de la generación y la demanda de electricidad y estabiliza las redes eléctricas.

Hace tiempo que sabemos que es posible conseguir un sistema energético totalmente renovable. La investigación demuestra cada vez más que los sistemas de energía 100% renovable son viables y rentables.

Tenemos suficiente energía eólica, solar, bioenergía, energía hidroeléctrica y almacenamiento, pero nada de esto sucede por sí solo. Al mismo tiempo que eliminamos gradualmente la energía procedente de combustibles fósiles, debemos introducir gradualmente la energía renovable.