El fenómeno de la “curva del pato” es un concepto de funcionamiento de la red eléctrica que significa el desajuste entre el pico de generación solar (del mediodía a la tarde) y el pico de demanda de electricidad (al final de la tarde y por la noche). Con la forma de la silueta de un pato, la curva muestra los picos y valles de este desajuste a lo largo de un día normal.
La experiencia de una curva de pato puede causar tensiones en la red y desafíos para el mercado eléctrico, lo que hace que California y otros estados favorables a la energía solar impulsen la adopción del almacenamiento de energía para hacer frente a estos desafíos.
La Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA, por sus siglas en inglés) señaló que, a medida que aumenta la adopción de la energía solar en California, la “curva de pato” se hace más pronunciada. La caída de la carga neta al mediodía es cada vez menor, lo que hace más difícil para el Operador del Sistema Independiente de California (CAISO) equilibrar la red.
El cambio 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 térmicas de gas natural, deben aumentar rápidamente la producción de electricidad para satisfacer la demanda. Este rápido aumento dificulta a los operadores de la red la tarea de ajustar la oferta a la demanda en tiempo real, un mecanismo que equilibra la red tanto físicamente como en el mercado mayorista.
Además, si se produce más energía solar de la que se puede utilizar, los operadores pueden tener que reducir, o apagar deliberadamente, los activos solares para evitar el exceso de generación. El Operador del Sistema Independiente de California (CAISO) redujo 1,5 millones de MWh de energía solar a escala comercial en 2020, lo que representa el 5% de la producción total, según la EIA. La energía solar es, con diferencia, la fuente de energía que más restricciones sufre en el estado. Según la EIA, el 94% de las reducciones de potencia en 2020 afectaron a la energía solar.
Las restricciones alcanzan su punto álgido en los meses de primavera, cuando la demanda es relativamente baja y la producción solar relativamente alta. Por ejemplo, en las primeras horas de la tarde de marzo de 2021, una media del 15% de la energía solar a escala de servicios públicos se redujo, según mostraron los datos de CAISO, según informó el Departamento de Energía.
La EIA también advirtió que el escenario de la curva de pato también pone en jaque a las fuentes de energía tradicionales y despachables al hacer que no sea rentable operarlas las 24 horas del día. Según la EIA, este perjuicio para los ingresos de una determinada instalación puede llevar a su retirada si no se dispone de un sustituto altamente gestionable.
“Menos electricidad despachable dificulta a los gestores de la red el equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad en un sistema con grandes oscilaciones de la demanda neta”, afirma la EIA.
Sin embargo, la curva del pato ha abierto la puerta al almacenamiento de energía para satisfacer las necesidades de equilibrio de la red de California y otras economías basadas en energías renovables.
“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”, afirma la EIA. “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 de energía en baterías en California ha crecido rápidamente de 200 MW en 2018 a casi 5 GW en la actualidad. Los operadores planean otros 4,5 GW de capacidad de almacenamiento en el estado para finales de año, según datos de la EIA, lo que sugiere que el auge de la energía solar más baterías no ha hecho más que empezar.
A pesar de sus mayores costos totales de proyecto, la energía solar más almacenamiento tiene una ventaja en el precio de captación, según la empresa de garantía de riesgo global DNV. Las plantas con almacenamiento pueden cargar sus baterías cuando la luz solar es abundante durante el día y vender la electricidad almacenada cuando el precio es alto. DNV afirma que, para 2038, la ventaja del precio de captura de los proyectos solares y de almacenamiento coubicados superará la desventaja del costo, lo que hará que estos proyectos sean aún más atractivos.
“Los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento están diseñados como un ‘paquete’ que puede producir energía bajo demanda, al igual que las centrales hidroeléctricas, nucleares o de combustión”, dijo DNV.
En 10 años, según DNV, aproximadamente el 20% de los proyectos solares de todo el mundo se construirán con almacenamiento dedicado, y a mediados de siglo tales proyectos alcanzarán alrededor del 50%.
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