A medida que aumenta la capacidad solar en California, los operadores de red del Operador del Sistema Independiente de California (CAISO) han observado un descenso de la carga neta (o la demanda restante tras restar la generación renovable variable) a mediodía, cuando la generación solar suele ser más alta.
Cuando se representa gráficamente un día normal, el patrón creado por la caída del mediodía en la curva de carga neta, seguido de un fuerte aumento por la tarde cuando la generación solar disminuye, se parece al contorno de un pato, por lo que este patrón se denomina a menudo curva de pato. A medida que aumenta la capacidad solar en California, la caída de la carga neta al mediodía es cada vez menor, lo que plantea problemas a los operadores de la red.
Sin equilibrio en la red
Los operadores de red equilibran constantemente la generación eléctrica con la demanda de electricidad en una región. La demanda es menor durante la noche, cuando la mayoría de los consumidores duermen y muchas empresas están cerradas.
La demanda empieza a aumentar por la mañana, cuando la gente se despierta y las empresas empiezan a abrir. La demanda se mantiene elevada a lo largo del día, aumenta ligeramente por la tarde cuando la gente vuelve a casa del trabajo y aumenta el consumo de electricidad residencial, y vuelve a caer a última hora de la noche.
A diferencia de las centrales convencionales (nucleares, de carbón y de gas natural, por ejemplo), los recursos solares y eólicos no pueden utilizarse a voluntad para satisfacer la demanda, y las compañías eléctricas pueden tener que reducirlos para proteger el funcionamiento de la red.
La energía solar sólo se genera durante las horas diurnas, alcanzando su máximo al mediodía, cuando el sol es más fuerte, y disminuyendo al atardecer. A medida que aumenta la capacidad solar, las centrales convencionales se utilizan menos en las horas centrales del día y la curva de pato se acentúa.
La curva de pato presenta dos retos relacionados con el aumento de la adopción de la energía solar. El primero es la tensión de la red. El cambio extremo en la demanda de electricidad de las centrales convencionales desde el mediodía hasta la noche, cuando la demanda de energía sigue siendo alta pero la generación solar ha disminuido, significa que las centrales convencionales (como las centrales de gas natural) deben aumentar rápidamente la producción de electricidad para satisfacer la demanda de los consumidores.
Este rápido aumento dificulta a los operadores de la red la adaptación en tiempo real del suministro (la energía que generan) a la demanda. Además, si se produce más energía solar de la que la red puede utilizar, los operadores podrían tener que reducir la energía solar para evitar la sobregeneración.
Reto económico
El otro reto es económico. La dinámica de la curva de pato puede poner en entredicho la economía tradicional de las centrales eléctricas gestionables porque los factores que contribuyen a la curva reducen el tiempo de funcionamiento de una central convencional, lo que se traduce en una reducción de los ingresos por energía.
Si los ingresos reducidos hacen que el mantenimiento de las centrales resulte antieconómico, éstas pueden retirarse sin un sustituto despachable. Menos electricidad despachable hace más difícil para los gestores de la red equilibrar la oferta y la demanda de electricidad en un sistema con grandes oscilaciones de la demanda neta.
La curva de pato, sin embargo, ha creado oportunidades para el almacenamiento de energía. El despliegue a gran escala de sistemas de almacenamiento de energía, como las baterías, permite almacenar parte de la energía solar generada durante el día y guardarla para más tarde, después de que se ponga el sol.
Almacenamiento
Almacenar parte de la generación solar del mediodía aplana la curva del pato, y despachar la generación solar almacenada por la tarde acorta el cuello del pato. El almacenamiento en baterías se está construyendo rápidamente en California; ha pasado de 0,2 gigavatios (GW) en 2018 a 4,9 GW en abril de 2023.
Los operadores planean construir otros 4,5 GW de capacidad de almacenamiento en baterías en el estado para finales de año, según Inventario Preliminar Mensual de Generadores Eléctricos de la Administración de Información Energética de EEUU (EIA).
La curva de pato no es exclusiva de California. Se está produciendo cada vez más en otras partes del país y del mundo en lugares donde la cuota de generación solar está aumentando en comparación con la generación a partir de fuentes convencionales. Además, la curva de pato se está haciendo visible a nivel nacional en Estados Unidos.
Miguel
23/06/2023