Sobre camellos y dromedarios: curvas de consumo

Los consumidores de energía toman sus decisiones individualmente. Cada fábrica elige la hora de inicio y fin de sus turnos de trabajo; los negocios tienen sus propias variaciones, según se trate de una tienda de barrio o de un centro comercial; y lo mismo ocurre en los hogares, con duchas por la mañana, a última hora de la tarde o en plena noche, usando la lavadora entre semana o solo los sábados, etc.

Todos estos hábitos se materializan en las curvas de consumo eléctrico. Cada consumidor adquiere una identidad energética que traduce sus hábitos de consumo en curvas de carga. En varios lugares del mundo, incluyendo California (EE. UU.), la curva de carga de la red se conoce como la Curva del Pato, que se produce cuando existe una gran diferencia entre los momentos de alto consumo y los de alta inyección de energía a la red.

Este es un fenómeno altamente indeseable que debe controlarse para evitar el colapso del sistema eléctrico. La forma más eficiente de mantener esta relación amigable con la red es... almacenar parte o toda la energía excedente de las horas punta de generación para descargarlo a la red en las horas punta de consumo.

En Brasil, las siguientes figuras muestran las curvas de consumo horario para una semana (el día 1 es domingo). En la Figura 2, por ejemplo, se observa el perfil de un consumidor que solo consume energía durante el día, con una breve pausa para el almuerzo, todos los días de la semana, incluidos sábados y domingos.

Finalmente, en la Figura 4 podemos observar a un consumidor que no consume durante los fines de semana.

En definitiva, hábitos diferentes implican necesidades diferentes. Comprender estos hábitos implica saber qué ofrecer a cada tipo de consumidor para maximizar el valor añadido de un servicio o producto, aumentando así la satisfacción y la fidelización del cliente. Robótica de voltios, desarrollamos algoritmos inteligentes que mapearon estos hábitos para más de 30 mil consumidores y, así, pudimos saber a quién ofrecer almacenamiento, generación solar, eficiencia energética, etc.

Nuestros clientes utilizan estos perfiles para operar comercialmente en ubicaciones y regiones donde sus productos y servicios son competitivos, ofreciendo ofertas inmejorables. Este es el testimonio de un cliente de Volt que trabaja con sistemas híbridos de energía solar y sistemas de almacenamiento: «Redujimos el área de operación de nuestro equipo de ventas y concentramos... acciones de marketing, incluyendo medios digitales, para las regiones donde se ubicaban nuestros consumidores objetivo. El resultado: redujimos costos y aumentamos las ventas. Era algo que parecía imposible.

Pero el sistema está compuesto por millones de consumidores, cada uno con sus propios hábitos e identidad energética. Al sumar todas estas identidades energéticas, obtenemos el perfil de consumo de Brasil. Accediendo al sitio web. ONS (Operador del Sistema Eléctrico Nacional)Podemos visualizar el perfil de consumo de Brasil en diferentes momentos. Por ejemplo, en un día hábil típico de 2017, Brasil tuvo el perfil de consumo que se muestra en la Figura 4.

Hay un consumo decreciente desde la medianoche hasta las 4 de la mañana; A partir de ahí, el consumo aumenta hasta las 11 horas, presenta una ligera reducción a la hora del almuerzo y una ligera recuperación a primera hora de la tarde, mostrando un nuevo aumento del consumo al final de la tarde, entre las 17 y las 18 horas, para luego descender hasta las 23 horas. .

Uno de los desafíos operativos que enfrentaba cada día el ONS era contar con máquinas disponibles en las centrales hidroeléctricas y termoeléctricas para ser activadas progresivamente con el fin de que el suministro de energía sea suficiente para atender el consumo de manera segura.

Sólo para que te des una idea numérica del desafío, a las 4 de la madrugada el consumo era del orden de 52.000 MW, mientras que a las 11 de la mañana el consumo era del orden de 66.000 MW. Es decir, en siete horas hubo un aumento de 14.000 MW en el consumo, o una “rampa” de 2.000 MW por hora. Al final de la tarde, en apenas una hora, el consumo mostró un pico importante, con una rampa de 5.000 MW por hora.

Por lo tanto, uno de los mayores retos de la operación diaria es lograr que las plantas sigan las rampas de consumo. Esto debe ocurrir todos los días, sin contar sábados, domingos ni festivos. Avanzando un poco en el tiempo, llegamos a 2023 y realizamos el mismo análisis en un día hábil típico, lo que resultó en la curva naranja de la Figura 5.

El primer dato destacable es el crecimiento del consumo, especialmente en la hora punta, las 18 horas: en 2017, el pico fue de aproximadamente 70.000 MW; en 2023, 81.000 MW. Un aumento de casi el 16%, o un aumento anual equivalente del 2,5%.

El segundo hecho destacable es el fin del periodo de transición matutino. En 2017, como hemos visto, este periodo era de 2.000 MW por hora; para 2023, se ha reducido a menos de 500 MW por hora. ¿Han cambiado tanto los consumidores sus hábitos de consumo? ¿Han dejado los sistemas de transporte de transportar personas por la mañana? ¿Han dejado las oficinas y fábricas de comenzar su jornada laboral por la mañana?

La respuesta es NO. Lo que ocurrió fue que el consumo sistémico comenzó a cubrirse por las mañanas con energía solar, tanto centralizada como descentralizada. En 2017, la energía solar era prácticamente inexistente. Actualmente, hay más de 28.000 MW de capacidad instalada en generación descentralizada y otros 14.000 MW en generación centralizada. En términos de energía, hay aproximadamente 8.000 MW en promedio, como se ilustra en la Figura 6.

Si bien la curva matutina se eliminó gracias a la generación solar, al final de la tarde, al ponerse el sol, el aumento del consumo comenzó a ocurrir a un ritmo más intenso. En 2023, la rampa vespertina comienza prácticamente a las 11:65.000 h, con un consumo de alrededor de 81.000 MW, y alcanza un pico de 18 MW a las 2.300:XNUMX h; es decir, la rampa dura siete horas, con un ritmo de aumento de carga de aproximadamente XNUMX MW por hora.

En definitiva, actualmente hay una única rampa de tarde, de 2.300 MW por hora; En 2017, la rampa más intensa fue de 2.000 MW por hora y se produjo por la mañana, y otra rampa se produjo a última hora de la tarde. ¡¡¡Es como si el camello se hubiera convertido en dromedario!!!

Estas rampas pueden considerarse un riesgo para la operación o una oportunidad de negocio. Todo depende de cómo evolucionemos la regulación y, sobre todo, la tarificación. Si la rampa se considera solo un riesgo, la solución será contratar muchas centrales termoeléctricas para que se activen durante el período de la tarde y así garantizar que podamos cubrir con seguridad los picos de consumo.

El costo será muy alto y probablemente se socializará entre todos los consumidores a través del Cargo por Capacidad. Si se considera esta rampa como una oportunidad, mejoraremos los mecanismos de precios y la estructura tarifaria para reflejar la necesidad de recursos costosos en última instancia. precio de la energía y la tarifa será más cara al final de la tarde, y más barata durante los períodos de bajo consumo (las primeras horas de la mañana o las madrugadas, por ejemplo).

Los consumidores, queriendo huir de precios caros y, al mismo tiempo, consumir a precios más bajos, cambiarán sus hábitos y sus “identidades energéticas”, instalarán sistemas de almacenamiento y el consumo por la tarde se reducirá, la curva de carga tendrá un pico mucho menor , reduciendo en consecuencia la necesidad de plantas termoeléctricas.

Al reducir el consumo máximo al final de la tarde, la curva ya no se parecerá al dromedario, dando lugar a un nuevo animal que aún tendremos que estudiar con detenimiento. En tu opinión, ¿qué animal sería este? Deja tus comentarios sobre este artículo y únete a la discusión.