La barrera en forma de pato a la energía solar

El sol genera suficiente energía en una hora para satisfacer el uso global de energía durante todo un año. Con la creciente popularidad y la caída de los costos, es difícil entender por qué la energía solar aún no se ha incorporado completamente a la red eléctrica como método de generación de energía. Sin embargo, cuando observamos más de cerca la forma en que opera la red, comenzamos a descubrir lo que se conoce como ‘El problema del pato’ y lo que significa para la energía renovable.

Conceptos básicos de la cuadrícula

La red eléctrica transmite energía eléctrica a una frecuencia establecida que varía de un país a otro. Por ejemplo, en el Reino Unido es de 50 Hz, pero en los EE. UU. Es de 60 Hz. El número real no importa en particular, pero la frecuencia debe mantenerse lo más cerca posible de este valor. Para mantener la frecuencia de la energía transmitida en este valor establecido, la cantidad de energía generada debe ser igual a la cantidad de energía consumida. Esto se conoce como «equilibrio de carga». Si no se produce suficiente electricidad, la frecuencia caerá y los clientes no podrán usar sus electrodomésticos. Si se genera demasiada electricidad, la frecuencia aumentará y puede haber daños en la red o cortes de energía. Las empresas de generación de energía pueden predecir con precisión la cantidad de energía consumida y generar la cantidad correcta de energía para mantener este importante equilibrio.

Fuentes

Por lo general, la electricidad se suministra a las casas desde una planta de energía remota. Si tienen paneles solares, pueden usar la electricidad suministrada por los paneles solares siempre que sea suficiente, y la electricidad de la planta de energía para respaldarla si es necesario. Las centrales eléctricas de combustibles fósiles tradicionales tardan mucho en apagarse y encenderse y no pueden aumentar rápidamente la cantidad de energía generada. Son excelentes en términos de suministro de energía estable y pueden adaptarse a fluctuaciones más pequeñas en la demanda. Los paneles solares se pueden apagar y encender increíblemente rápido, pero no pueden suministrar niveles consistentes de energía debido a los cambios estacionales, la nubosidad y el amanecer / atardecer.

Demanda

Cuando observamos cuánta energía consume una casa en el transcurso de un día, podemos ver cambios predecibles. Por ejemplo, se tiende a utilizar más energía por la noche, ya que normalmente hace más frío y más oscuro. Un hogar promedio sigue una curva de demanda de energía como esta:

Disponibilidad solar

Si miramos el mismo tipo de gráfico, pero para la energía solar disponible, nuevamente es predecible. Habrá más energía solar a la mitad del día y ninguna una vez que se haya puesto el sol. Algo como esto:

¿Qué tienen que ver los patos con esto?

El problema surge porque estos gráficos no coinciden muy bien. Durante la mitad del día, la mayor parte de la energía que necesitan las casas se puede generar a partir de los paneles solares y utilizan menos energía de las plantas de energía. Más tarde en el día, los paneles solares no están produciendo lo suficiente y la casa necesita obtener toda su electricidad de la planta de energía. ¿Todo muy bien? No tanto. Este cambio es increíblemente difícil de manejar para las plantas de energía. Aumenta el riesgo de que la oferta y la demanda no coincidan, cambiando la frecuencia de la electricidad y causando estragos en la red. Se vuelve cada vez más difícil para los generadores de energía predecir la demanda, porque ahora también deben tener en cuenta el uso de la energía solar. Otro problema viene con la enorme «rampa» de generación de energía necesaria por la noche, cuando la demanda de electricidad está en su punto más alto y la energía solar está comenzando a disminuir.

Si aumenta el número de personas que utilizan paneles solares, esta «caída» en el uso de electricidad de la planta de energía aumentará cada vez más. Si trazamos los niveles crecientes de electricidad generada por paneles solares, terminamos con un gráfico que supuestamente parece un pato, y es por eso que se lo conoce como «el problema del pato». La ilustración de CAISO a continuación ilustra la ‘crurve de pato’:

¿Qué se puede hacer?

La forma más sencilla de combatir esto es incorporar algún tipo de solución de almacenamiento en los paneles solares, de modo que cualquier exceso de generación del día se pueda almacenar y utilizar por la noche. No se necesita planta de energía. Esto suena fácil, pero se basa en la idea de que se puede generar suficiente electricidad solo a partir de paneles solares, sin entrada de la planta de energía. Hasta que este sea el caso, el ‘Problema de los patos’ sigue siendo una amenaza muy real para la integración de la energía solar, hasta que los gerentes de servicios públicos encuentren una solución.

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