O que é uma usina virtual?Um especialista em energia explica

Depois de quase duas décadas de estagnação, os EUAdemanda de eletricidade está surgindo, impulsionado pelo número crescente de carros eléctricos, centros de dados e aparelhos de ar condicionado num clima cada vez mais quente.Mas as centrais eléctricas tradicionais que geram electricidade a partir de carvão, gás natural ou energia nuclear estão se aposentando mais rápido do que novos estão sendo construídos neste país.Maioria novo fornecimento vem de parques eólicos e solares, cuja produção varia de acordo com o clima.

Isso fez com que as empresas de energia procurassem novas formas de equilibrar a oferta e a procura.Uma opção que eles estão recorrendo são as usinas de energia virtuais.

Estas não são instalações enormes que geram eletricidade em um único local.Pelo contrário, são agregações de produtores, consumidores e armazenistas de electricidade – conhecidos colectivamente como recursos energéticos distribuídos – aos quais os gestores da rede podem recorrer quando necessário.

Algumas dessas fontes, como baterias, podem fornecer energia elétrica armazenada.Outros podem ser grandes consumidores de electricidade, como fábricas, cujos proprietários concordaram em reduzir o consumo de energia quando a procura é elevada, libertando energia para outros clientes.As fontes de energia virtuais normalmente são mais rápidas de instalar e construir e podem ser mais limpas e mais baratas de operar do que novas usinas de energia.

Um recurso crescente

Usinas de energia virtuais não são novas.Os EUADepartamento de Energia estimativas que já existem 30 a 60 gigawatts deles em operação hoje.Um gigawatt equivale a 1 bilhão de watts – aproximadamente a produção de 2,5 milhões de painéis solares fotovoltaicos ou um grande reator nuclear.

A maioria destas centrais eléctricas virtuais são clientes industriais que concordaram em reduzir a procura quando as condições são difíceis.Mas à medida que um número crescente de residências e pequenas empresas adicionam painéis solares, baterias e carros eléctricos nos telhados, estes clientes de energia podem tornar-se não apenas consumidores, mas também fornecedores de energia à rede.

Por exemplo, os proprietários podem carregar as baterias com energia solar no telhado quando está ensolarado e descarregar a energia de volta para a rede à noite, quando a demanda é alta e os preços às vezes disparam.

Como termostatos e aquecedores de água inteligentes, painéis solares e baterias em telhados permitem que mais clientes participem deles, o DOE estima que usinas de energia virtuais poderiam triplicar em escala até 2030.Isso poderia cobrir cerca de metade da nova capacidade que os EUAterá de cobrir a procura crescente e substituir centrais eléctricas mais antigas.Este crescimento ajudaria a limitar o custo de construção de novos parques eólicos e solares e centrais de gás.

E como as usinas de energia virtuais estão localizadas onde a eletricidade é consumida, elas aliviarão a carga sobre os sistemas de transmissão antigos que lutou para adicionar novas linhas.

Novas funções para clientes avançados

Usinas de energia virtuais embaralham os papéis de produtores e consumidores de eletricidade.As usinas tradicionais geram eletricidade em locais centrais e a transmitem ao longo das linhas de energia até os consumidores.Para que a rede funcione, a oferta e a procura devem ser precisamente equilibrado em todos os momentos.

A demanda do cliente é normalmente considerada um dado que flutua com o clima, mas segue um padrão bastante previsível ao longo do dia.Para satisfazê-lo, os operadores da rede enviam uma combinação de fontes de carga base que operam continuamente, como as centrais de carvão e nucleares, e fontes mais flexíveis, como o gás e a energia hidroeléctrica, que podem modular a sua produção rapidamente, conforme necessário.

A produção dos parques eólicos e solares aumenta e diminui durante o dia, pelo que outras fontes devem operar de forma mais flexível para manter a oferta e a procura equilibradas.Ainda assim, a ideia básica é que instalações enormes produzem energia para milhões de consumidores passivos.

As centrais eléctricas virtuais subvertem este modelo ao abraçarem o facto de os consumidores poderem controlar a sua procura de electricidade.Os consumidores industriais há muito encontraram maneiras de flexibilizar suas operações, limitando a procura quando o fornecimento de energia está escasso em troca de incentivos ou taxas reduzidas.

Agora, os termóstatos e os aquecedores de água que comunicam com a rede também podem permitir que as famílias modulem a sua procura.Por exemplo, aquecedores de água elétricos inteligentes podem aquecer água principalmente quando a energia é abundante e barata, e limitar a procura quando a energia é escassa.

Em Vermont, a Green Mountain Power é oferecendo incentivos aos seus clientes para instalar baterias que fornecerão energia à rede quando for mais necessária.No Texas, onde moro, mortal apagões em 2021 destacou a importância de reforçar a nossa rede elétrica isolada.Agora, os utilitários aqui estão usando Paredes de energia Tesla para ajudar a transformar casas em fontes de energia virtuais.A Austrália do Sul pretende conectar 50.000 casas com energia solar e baterias para construir o país maior usina virtual.

Poder virtual, desafios reais

Usinas virtuais não são uma panacéia.Muitos clientes relutam em abrir mão, mesmo que temporariamente, do controle de seus termostatos ou atrasam o carregamento de seus carros elétricos.Alguns consumidores também estão preocupados com a segurança e privacidade de medidores inteligentes.Resta saber quantos clientes irão aderir a estes programas emergentes e quão eficazmente os seus operadores irão modular a oferta e a procura.

Também existem desafios no lado comercial.É muito mais difícil gerir milhões de consumidores do que dezenas de centrais eléctricas.Os operadores de centrais eléctricas virtuais podem superar esse desafio recompensando os clientes por lhes permitir flexibilizar a sua oferta e procura de forma coordenada.

À medida que a procura de electricidade aumenta para satisfazer as necessidades das economias em crescimento e substituir carros e fornos que queimam combustíveis fósseis, e a dependência de recursos renováveis ​​aumenta, os gestores da rede precisarão de toda a flexibilidade que puderem obter para equilibrar a produção variável da geração eólica e solar.As centrais elétricas virtuais podem ajudar a transformar a energia elétrica numa indústria mais ágil, eficiente e responsiva às mudanças nas condições e às necessidades dos clientes.