Cos’è una centrale elettrica virtuale?Un esperto di energia lo spiega

Dopo quasi due decenni di stagnazione, gli Stati Unitidomanda di energia elettrica è in aumento, spinto da un numero crescente di auto elettriche, data center e condizionatori d’aria in un clima sempre più caldo.Ma le centrali elettriche tradizionali da cui generano elettricità carbone, gas naturale O energia nucleare vanno in pensione più velocemente di quanto se ne costruiscano di nuovi in ​​questo paese.Maggior parte nuova fornitura proviene da parchi eolici e solari, la cui produzione varia in base alle condizioni meteorologiche.

Ciò ha portato le aziende elettriche a cercare nuovi modi per bilanciare domanda e offerta.Un’opzione a cui si stanno rivolgendo sono le centrali elettriche virtuali.

Non si tratta di strutture enormi che generano elettricità in un unico sito.Si tratta piuttosto di aggregazioni di produttori, consumatori e immagazzinatori di energia elettrica – noti collettivamente come risorse energetiche distribuite – a cui i gestori della rete possono fare appello in caso di necessità.

Alcune di queste fonti, come le batterie, potrebbero fornire energia elettrica immagazzinata.Altri potrebbero essere grandi consumatori di elettricità, come le fabbriche, i cui proprietari hanno accettato di ridurre il consumo energetico quando la domanda è elevata, liberando energia per altri clienti.Le fonti di energia virtuale in genere sono più veloci da posizionare e costruire e possono essere più pulite ed economiche da gestire rispetto alle nuove centrali elettriche.

Una risorsa in crescita

Le centrali elettriche virtuali non sono nuove.Gli Stati UnitiDipartimento dell'Energia stime che oggi ne sono già in funzione dai 30 ai 60 gigawatt.Un gigawatt equivale a 1 miliardo di watt, più o meno la potenza di 2,5 milioni di pannelli solari fotovoltaici o un grande reattore nucleare.

La maggior parte di queste centrali elettriche virtuali sono clienti industriali che hanno accettato di ridurre la domanda quando le condizioni sono difficili.Ma poiché un numero crescente di case e piccole imprese aggiungono pannelli solari sul tetto, batterie e auto elettriche, questi clienti di energia possono diventare non solo consumatori ma anche fornitori di energia alla rete.

Ad esempio, i proprietari di casa possono ricaricare le batterie con l’energia solare sul tetto quando c’è il sole e scaricare l’energia nella rete la sera quando la domanda è elevata e i prezzi a volte aumentano.

Poiché i termostati e gli scaldacqua intelligenti, i pannelli solari sui tetti e le batterie consentono a un numero maggiore di clienti di parteciparvi, il DOE stima che le centrali elettriche virtuali potrebbero triplicare entro il 2030.Ciò potrebbe coprire circa la metà della nuova capacità degli Stati Uniti.dovrà coprire la crescente domanda e sostituire le vecchie centrali elettriche in disuso.Questa crescita contribuirebbe a limitare i costi di costruzione di nuovi parchi eolici e solari e di impianti a gas.

E poiché le centrali elettriche virtuali sono situate dove viene consumata l’elettricità, allevieranno il peso sui vecchi sistemi di trasmissione che ne sono dotati faticato ad aggiungere nuove righe.

Nuovi ruoli per i clienti power

Le centrali elettriche virtuali confondono i ruoli di produttori e consumatori di elettricità.Le centrali elettriche tradizionali generano elettricità in punti centrali e la trasmettono ai consumatori lungo le linee elettriche.Perché la rete funzioni, è necessario che la domanda e l’offerta lo siano perfettamente bilanciato in ogni momento.

In genere si presuppone che la domanda dei clienti sia un dato che fluttua con il tempo ma segue uno schema abbastanza prevedibile nel corso della giornata.Per soddisfarlo, gli operatori di rete inviano un mix di fonti di carico di base che funzionano continuamente, come gli impianti a carbone e nucleari, e fonti più flessibili come il gas e l’energia idroelettrica che possono modulare rapidamente la loro produzione secondo necessità.

La produzione dei parchi eolici e solari aumenta e diminuisce durante il giorno, quindi altre fonti devono operare in modo più flessibile per mantenere l’equilibrio tra domanda e offerta.Tuttavia, l’idea di base è che enormi impianti producano energia per milioni di consumatori passivi.

Le centrali elettriche virtuali ribaltano questo modello accettando il fatto che i consumatori possono controllare la propria domanda di elettricità.I consumatori industriali hanno molto tempo hanno trovato il modo di ottimizzare le proprie operazioni, limitando la domanda quando le forniture energetiche sono scarse in cambio di incentivi o tariffe scontate.

Ora, i termostati e gli scaldacqua che comunicano con la rete possono consentire anche alle famiglie di modulare la propria domanda.Per esempio, scaldacqua elettrici intelligenti possono riscaldare l’acqua soprattutto quando l’energia è abbondante ed economica e limitare la domanda quando l’energia scarseggia.

Nel Vermont, Green Mountain Power lo è offrendo incentivi ai propri clienti per installare batterie che forniranno energia alla rete quando sarà più necessaria.In Texas, dove vivo, mortale blackout nel 2021 ha sottolineato l’importanza di rafforzare la nostra rete elettrica isolata.Ora, le utilità qui stanno utilizzando Powerwall Tesla per contribuire a trasformare le case in fonti di energia virtuali.L’Australia Meridionale mira a collegare 50.000 case con energia solare e batterie per costruire quelle del paese la più grande centrale elettrica virtuale.

Potere virtuale, sfide reali

Le centrali elettriche virtuali non sono una panacea.Molti clienti sono riluttanti a rinunciare anche temporaneamente al controllo dei propri termostati o ad avere ritardi nella ricarica della propria auto elettrica.Alcuni consumatori sono anche preoccupati per il sicurezza e privacy dei contatori intelligenti.Resta da vedere quanti clienti si iscriveranno a questi programmi emergenti e con quanta efficacia i loro operatori moduleranno la domanda e l’offerta.

Ci sono anche sfide a livello aziendale.È molto più difficile gestire milioni di consumatori che decine di centrali elettriche.Gli operatori delle centrali elettriche virtuali possono superare questa sfida premiando i clienti per aver consentito loro di flettere la domanda e l’offerta in modo coordinato.

Poiché la domanda di elettricità aumenta per soddisfare le esigenze delle economie in crescita e sostituire automobili e forni che bruciano combustibili fossili, e la dipendenza dalle risorse rinnovabili aumenta, i gestori della rete avranno bisogno di tutta la flessibilità possibile per bilanciare la produzione variabile della produzione eolica e solare.Le centrali elettriche virtuali potrebbero contribuire a rimodellare l’energia elettrica in un settore più agile, efficiente e reattivo alle mutevoli condizioni e alle esigenze dei clienti.