California Power Load "Duck Curve" cada vez mais proeminente!

De acordo com a US Energy Information Administration, à medida que a geração solar aumentou na Califórnia, o operador de rede do California Independent System Operator (CAISO) viu a carga líquida (a demanda restante após subtrair a geração variável de energia renovável) diminuir nos dias em que a geração solar tende estar no seu ponto mais alto. Ao traçar a carga para um dia típico, pode-se observar que a curva de carga líquida cai acentuadamente no meio do dia e aumenta acentuadamente à noite, quando a geração solar diminui, de modo que a curva formada parece o contorno de um pato, então esse padrão é frequentemente chamado de "curva do pato". À medida que a geração solar da Califórnia continua a crescer, o declínio na carga líquida do meio-dia está aumentando, criando desafios para os operadores da rede.

Os operadores de rede precisam equilibrar a geração de uma região e a demanda de eletricidade em todos os momentos. A demanda é menor durante a noite, quando a maioria dos consumidores está dormindo e muitas empresas estão fechadas. De manhã, quando as pessoas acordam e os negócios abrem, a demanda começa a aumentar. A demanda continuou aumentando ao longo do dia, aumentando ligeiramente à noite, quando as pessoas voltavam para casa do trabalho e o uso residencial de eletricidade aumentava, voltando a cair no final da noite.

No entanto, ao contrário das usinas de energia convencionais, como usinas nucleares, de carvão e de gás natural, os recursos solares e eólicos não podem ser implantados à vontade para atender à demanda, e as concessionárias em algum momento tiveram que cortar esses recursos para proteger as operações da rede. A energia solar é gerada apenas durante o dia, atingindo o pico ao meio-dia quando o sol está mais forte e diminuindo ao pôr do sol. À medida que mais capacidade solar entra em operação e as usinas de energia convencionais são usadas com menos frequência no meio do dia, a curva do pato se torna mais pronunciada.

A curva do pato implica dois desafios associados ao aumento do uso da energia solar. O primeiro desafio é a tensão na rede elétrica. A demanda por eletricidade de usinas convencionais flutua drasticamente do meio-dia até tarde da noite, quando a demanda de energia ainda é alta, mas a geração solar diminuiu, o que significa que as usinas convencionais (como usinas de gás natural) devem aumentar rapidamente a produção de eletricidade para atender à demanda do consumidor . Esse rápido crescimento torna mais difícil para os operadores de rede combinar a oferta e a demanda da rede em tempo real. Além disso, se a quantidade de energia solar produzida exceder a quantidade usada pela rede, as operadoras podem ter que reduzir a geração de energia solar para evitar o excesso de geração.

O outro desafio é econômico. A natureza dinâmica da curva de pato pode desafiar a economia tradicional de usinas despacháveis ​​porque os fatores que levam à curva reduzem o tempo de operação de usinas convencionais, resultando em receita de eletricidade reduzida. Se a perda de receita tornar a manutenção da planta antieconômica, a planta pode ser desativada sem uma substituição despachável. Em sistemas onde a demanda líquida flutua muito, a redução na potência despachável torna mais difícil para os gerentes de rede equilibrar a oferta e a demanda de eletricidade.

No entanto, a curva do pato também cria oportunidades de armazenamento de energia. A implantação em larga escala de sistemas de armazenamento de energia, como baterias, pode armazenar parte da energia solar gerada durante o dia e liberá-la após o pôr do sol. Armazenar energia solar ao meio-dia achata a curva do pato, e despachar energia solar armazenada à noite encurta o "pescoço" do pato. A Califórnia está construindo rapidamente o armazenamento de baterias; Passando de 0,2 GW em 2018 para 4,9 GW em abril de 2023, espera-se que as operadoras da Califórnia construam 4,5 GW adicionais de capacidade de armazenamento de bateria no estado até o final do ano.

A Curva do Pato não é exclusiva da Califórnia, ela está ocorrendo cada vez mais em outras partes dos Estados Unidos e ao redor do mundo, já que a participação da geração de energia solar nesses locais está aumentando.