Investigadores del NREL revelan un concepto para reducir la necesidad de almacenamiento en baterías

Un delicado equilibrio entre la generación de energía renovable y la demanda de esa energía podría reducir la necesidad de tanto almacenamiento de corta duración, según un nuevo documento de prueba de concepto elaborado por investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos.****

El documento, "Shifting Demand: Reducción de la capacidad de almacenamiento necesaria mediante el seguimiento de la generación de energía renovable", describe cómo podría lograrse este equilibrio utilizando controles avanzados.

Publicada en la revista Advances in Applied Energy, la investigación presenta el novedoso algoritmo de control predictivo asistido por previsión (FAPC), que controlaría de forma autónoma tanto las estaciones de recarga de vehículos eléctricos como los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado de los edificios y tiene capacidad para escalar a miles de activos.

La eólica y la solar, las fuentes más comunes de energía renovable, son impredecibles por naturaleza y pueden introducir incertidumbre en la red eléctrica porque los picos de demanda pueden producirse en momentos distintos a los de generación. La demanda también tiene un nivel de imprevisibilidad, lo que hace que este problema sea especialmente difícil. Los investigadores señalan que una forma de mitigar el problema es utilizar el almacenamiento para compensar este desajuste.

Baterías siguen siendo caras

Aunque el almacenamiento puede ayudar a aumentar la capacidad de la red para adaptarse a las energías renovables, las baterías a escala comercial siguen siendo relativamente caras. En un sistema que depende de estos recursos energéticos intermitentes, una mayor adecuación entre oferta y demanda podría ser parte de la solución.

"Este trabajo nos muestra que no siempre se necesita una batería tan grande. Lo más probable es que sigamos necesitando una batería más pequeña", afirma Jennifer King, ingeniera de investigación del NREL y coautora del artículo.

En cambio, la comunicación coordinada entre dispositivos -por ejemplo, uno que controle la carga del vehículo eléctrico fuera de un edificio de oficinas, donde el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado esté controlado por otro- puede igualar la demanda de energía generada por fuentes renovables.

"Es una implicación enorme, porque podemos encontrarnos con problemas en la cadena de suministro de las baterías necesarias para la red o para la carga de vehículos eléctricos. Necesitamos una solución diferente".

Usos

El trabajo del algoritmo FAPC se basa en una investigación publicada el año pasado que demostraba que la recarga de vehículos eléctricos y los edificios pueden trabajar juntos para proporcionar servicios a la red. El algoritmo mejorado da un paso más al incluir previsiones para mejorar su capacidad de seguimiento en tiempo real.

Se tiene en cuenta cuánta energía eólica y solar se generará, así como la temperatura y la hora del día y de la semana. Toda esa información coordinada permite al algoritmo estimar la demanda energética del edificio y la estación de carga.

"Tenemos una idea de cuántas personas habrá en el edificio y, a partir de ahí, podemos obtener una estimación de cuántos vehículos eléctricos llegarán a la estación de carga", explica Dylan Wald, autor principal del nuevo artículo de la revista y del trabajo del año pasado. Wald, becario de posgrado en el NREL, es estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica en la Colorado School of Mines. "Todo está entrelazado, y podemos aprovechar esta interconexión".

Flexibilidad

Los controles del edificio regulan la temperatura interior para que sus habitantes estén cómodos. Los controles de la estación EV pueden escalonar el momento en que se cargan los vehículos.

"Hay mucha flexibilidad en la red que podemos aprovechar", afirma King. "No necesito que mi coche se cargue justo a las 9 de la mañana cuando llego al trabajo. Puedo cargarlo más tarde durante el día, así que deberíamos aprovechar esas palancas para trabajar con la infraestructura existente que tenemos".

El trabajo futuro con el algoritmo implica ampliar el sistema para incluir múltiples edificios y estaciones de carga, cada uno con tamaños y dinámicas diferentes. Esto permitiría a los investigadores simular y emular un escenario más realista, con un análisis detallado del ahorro de costes que podría conducir a la implantación del algoritmo FAPC en el mundo real.

"Muchos estudios sobre la descarbonización profunda se basan en gran medida en el almacenamiento", afirma King. "Creemos que este es un paso en la dirección correcta para poder incluir también la respuesta a la demanda en ese nivel de análisis".