Cum funcționează centrala electrică virtuală cu panouri solare și baterie?

Tot mai multe gospodării produc energie solară și o stochează în baterii; totuși, aceste sisteme mici au o contribuție neglijabilă, luate separat, la nivelul întregii rețele electrice. Centrala electrică virtuală (în engleză Virtual Power Plant, pe scurt VPP) reunește prin intermediul unui software numeroși producători, stocatori și consumatori distribuiți, astfel încât aceștia să funcționeze față de rețea ca o singură centrală electrică. În primul rând, vom clarifica conceptele care stau la baza termenului VPP și vom explica de ce există o nevoie din ce în ce mai mare de aceasta odată cu extinderea producției de energie din surse regenerabile.

Apoi vom analiza pe rând ce tipuri de echipamente pot fi conectate la o VPP, de la panouri solare și sisteme de stocare a energiei cu baterii, la mașini electrice și pompe de căldură. Funcționarea centralei electrice virtuale poate fi împărțită în patru etape: colectarea datelor, agregarea, optimizarea și controlul, pe care le vom explica pe rând. Vom arăta, de asemenea, care este rolul agregatorului, care oferă flexibilitatea portofoliului către operatorul de sistem și piața de energie.

În secțiunea dedicată recomandărilor SOLARKIT, vom discuta, printre altele, de ce tocmai combinația dintre panouri solare și baterii oferă cea mai mare flexibilitate într-o centrală electrică virtuală. Articolul se încheie cu răspunsuri succinte la cele mai frecvente întrebări, pentru a vă ajuta să vă orientați rapid în această temă.

Ce înseamnă sistemul de gestionare a energiei VPP?

VPP nu este o clădire sau o turbină, ci un strat de control software. Este un sistem de gestionare a energiei care prognozează, agregă și controlează producția, stocarea și consumul unui număr mare de dispozitive mici, în funcție de cerințele rețelei sau ale pieței. De aceea, literatura de specialitate îl descrie ca pe un sistem informatic și de comunicații, nu ca pe o centrală electrică fizică. Sarcina sa principală este valorificarea mai eficientă a producției din surse regenerabile și comercializarea flexibilității astfel obținute pe piața energiei.

Ce înseamnă expresia „Virtual Power Plant”?

„Virtual Power Plant” înseamnă, în limba română, centrală electrică virtuală. Rădăcinile expresiei se întind până în 1997, când Shimon Awerbuch a descris, prin conceptul de „virtual utility” (serviciu public virtual), modul în care s-ar putea valorifica avantajele multor surse de energie mici și distribuite într-un sistem comun. Unul dintre primele proiecte experimentale, adesea citat, este legat de Institutul Fraunhofer: 36 de unități de producere a energiei eoliene, solare, din biogaz și de cogenerare au fost gestionate ca o singură centrală electrică, care a alimentat instalațiile a 12 000 de gospodării 24 de ore pe zi.

Termenul „virtual” se referă la faptul că nu există o singură locație, un singur coș de fum sau o singură turbină. Echipamentele funcționează dispersat, de obicei în spatele contorului consumatorilor, adesea fiind proprietatea persoanelor fizice sau a companiilor, iar un software bazat pe cloud le conectează între ele. Cuvântul „centrală electrică” indică faptul că, față de rețea, această flotă se comportă ca o singură sursă de energie și oferă servicii care anterior erau furnizate de centralele electrice tradiționale.

Pe scurt, VPP înseamnă coordonarea prin software a surselor de energie distribuite (DER, din engleză). Aici se încadrează sistemele fotovoltaice, bateriile rezidențiale și industriale, mașinile electrice și consumatorii reglabili.

Nu toate VPP-urile sunt identice. Conform clasificării tehnice, cea mai simplă formă este un program al furnizorului, în care fiecare dispozitiv reacționează separat la semnalele rețelei. La un nivel mai avansat, dispozitivele răspund ca o flotă, ca o singură unitate. La cel mai înalt nivel, flota participă și la piața angro de energie, funcționând în același timp în mod coordonat cu rețeaua locală de distribuție.

Ce este o centrală electrică virtuală și de ce este necesară?

Dacă ar trebui să răspundem într-o singură propoziție la întrebarea „Ce este o centrală electrică virtuală?”, am spune: mulți mici producători, stocatori și consumatori, pe care un software îi conectează într-o resursă mare și controlabilă. A doua parte a întrebării, adică de ce este necesară, decurge din răspândirea surselor de energie regenerabilă.

Producția panourilor solare și a turbinelor eoliene depinde de condițiile meteorologice. Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie (AIE), într-un scenariu aliniat la obiectivele naționale privind schimbările climatice, cerința de flexibilitate a sistemului energetic se va dubla între 2022 și 2030. În același timp, odată cu eliminarea centralelor electrice tradiționale, ușor de reglat, inerția sistemului și capacitatea de reglare fiabilă vor scădea.

Dispozitivele distribuite sunt, fiecare în parte, prea mici pentru a putea fi detectate și utilizate de operatorul de sistem. Centrala electrică virtuală (VPP) rezolvă tocmai această problemă: le face vizibile și controlabile, astfel încât o parte semnificativă a flexibilității rețelei poate proveni din gospodării și din locații. Deoarece aceste dispozitive se află acolo unde se consumă energia electrică, VPP reduce și sarcina rețelei de transport supraîncărcate.

Faptul că aceasta nu este doar o teorie este demonstrat și de analiza Ministerului Energiei al Statelor Unite (DOE). Conform acesteia, în prezent, o mare parte din capacitatea VPP funcționează în cadrul programelor de „demand response”, adică de reglare a cererii. Triplarea capacității până în 2030 ar putea acoperi 10–20% din sarcina de vârf și ar putea economisi aproximativ 10 miliarde de dolari pe an din costurile de rețea. Aceeași analiză a concluzionat că o VPP formată din baterii instalate în spatele contorului și stații de încărcare pentru vehicule electrice (EV) oferă capacitate de vârf la un cost net de aproximativ jumătate din cel al unui parc de baterii de mari dimensiuni sau al unei centrale electrice de vârf pe gaz.

Ce tipuri de dispozitive pot fi conectate la un VPP?

Într-un VPP poate fi conectat aproape orice dispozitiv care produce, stochează sau consumă energie în mod controlat, cu condiția ca acesta să poată fi măsurat și controlat de la distanță. Merită să distingem două grupe: una care poate doar să-și reducă propriul consum, iar cealaltă care este capabilă să furnizeze activ și putere. Bateria de uz casnic ocupă un loc special, deoarece este potrivită pentru ambele roluri. Lista se întinde de la panourile solare rezidențiale până la procesele industriale.

Sistem fotovoltaic – centrală electrică virtuală cu stocare de energie

Panoul solar este cea mai răspândită sursă de energie distribuită, însă producția sa depinde de condițiile meteorologice, de aceea nu se poate conta pe el la fel ca pe o centrală electrică care poate fi pusă în funcțiune conform unui program. Unul dintre cei mai mari operatori europeni de VPP, Next Kraftwerke, avertizează, de asemenea, că, deși această alimentare este măsurabilă și previzibilă, natura producției face ca participarea pe piețele de flexibilitate să fie aproape imposibilă.

Invertorul inteligent permite monitorizarea, programarea și, dacă este necesar, reducerea producției de la distanță. Aceasta este o reglare descendentă: panoul solar poate reduce alimentarea, dar nu o poate crește. Acest lucru poate fi util atunci când apare un exces de ofertă în rețea, dar nu este suficient în sine pentru a acoperi cererea în perioadele de vârf.

Prin urmare, centrala electrică virtuală cu panouri solare este cu adevărat valoroasă atunci când este însoțită de un sistem de stocare a energiei. Conform unui rezumat tehnic, sistemul fotovoltaic deservește în primul rând locuința, bateria conferă flexibilitate, iar VPP-ul, ca al treilea strat, coordonează funcționarea mai multor astfel de locuințe.

Stocarea reduce, de asemenea, pierderile. În locurile în care numeroase panouri solare alimentează rețeaua de joasă tensiune, tensiunea crește, iar invertoarele sunt nevoite să limiteze producția. Conform unui studiu, cu ajutorul unor invertoare inteligente și al unei baterii dimensionate optim, această reducere forțată a producției și pierderile financiare rezultate din aceasta pot fi reduse cu 47%. Astfel, o centrală electrică virtuală bazată pe panouri solare valorifică și energia solară care anterior se pierdea, iar prin stocarea energiei de către centrala virtuală, surplusul din timpul zilei devine o rezervă pentru seară.

Stocarea energiei cu ajutorul bateriilor

Bateria este elementul cel mai versatil al VPP, deoarece poate acționa atât ca consumator, cât și ca producător: se încarcă în cazul supraproducției și se descarcă în perioadele de vârf. O centrală virtuală bazată pe stocare își poate modifica puterea mai rapid decât centralele termice, ceea ce este deosebit de valoros acolo unde apar schimbări rapide ale sarcinii în rețea. De aceea, sursele de specialitate consideră sistemul de stocare coloana vertebrală a centralelor electrice virtuale: fără acesta, ar lipsi capacitatea de reacție rapidă cu care VPP răspunde la situațiile variabile din rețea.

Fărăstocarea energiei, VPP ar fi capabil, în mare parte, doar să reducă consumul. O centrală electrică virtuală dotată cu baterii poate, însă, să și restituie energie. În cadrul programului comun al Ava Community Energy și Sunrun, de exemplu, 1.200 de clienți rezidențiali primesc o taxă fixă pentru ca bateria lor să se descarce în fiecare zi lucrătoare, în timpul vârfului de seară.

Interesele proprietarului nu sunt afectate. Conform rezumatului Aurora Solar, majoritatea programelor păstrează în mod implicit un nivel de încărcare de aproximativ 20% pentru gospodărie, iar în cazul unei întreruperi de curent, sistemul trece automat la alimentarea locuinței și nu mai alimentează rețeaua. Pentru a avea o imagine completă, trebuie menționat că fiecare consum reprezintă un ciclu suplimentar de încărcare-descărcare, ceea ce accelerează treptat uzura sistemelor de stocare cu baterii.

Pe lângă unitățile casnice, portofoliul poate include și sisteme BESS de dimensiuni mai mari, la scară industrială sau la nivel de rețea. Același software poate gestiona atât unitatea de stocare a energiei pentru uz casnic, cât și parcul mare de stocare, iar pentru rețea, toate acestea apar ca o singură sursă de energie.

Mașini electrice și stații de încărcare pentru vehicule electrice

O mașină electrică stă nemișcată cea mai mare parte a timpului: conform analizei gridX, aceasta staționează aproximativ 95% din timp. Dacă între timp este conectată la un încărcător, bateria sa devine o resursă flexibilă.

Forma răspândită în prezent este încărcarea inteligentă unidirecțională (V1G). În acest caz, stația de încărcare adaptează puterea și momentul încărcării la producția de energie sau la sarcina rețelei, de exemplu în perioadele de vârf ale energiei solare sau în orele cu sarcină redusă. Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie, încărcarea inteligentă reduce atât sarcina de vârf, cât și reducerea forțată a producției de energie regenerabilă. Flexibilitatea este însă limitată, deoarece depinde de nivelul de încărcare al mașinii la sosire și de momentul în care proprietarul are nevoie de autonomia dorită. Încărcarea inteligentă poate fi adaptată și la tarifele în funcție de oră, astfel încât proprietarul să încarce în orele cele mai ieftine. În cazul încărcării rapide, însă, practic nu există flexibilitate, deoarece în acest caz obiectivul este încărcarea cât mai rapidă posibil.

Următorul pas este încărcarea bidirecțională (V2G), când mașina alimentează la rândul său rețeaua. IEA consideră că potențialul acestei tehnologii este remarcabil: potrivit unui studiu realizat în San Francisco, până în 2050, V2G ar putea preveni trei sferturi din suprasolicitările transformatoarelor în comparație cu încărcarea nereglementată și jumătate din acestea în comparație cu încărcarea inteligentă unidirecțională.

Cu toate acestea, lipsa standardizării și a reglementării încetinește încă răspândirea încărcării bidirecționale. De aceea, în majoritatea centralelor electrice virtuale, stația de încărcare a vehiculelor electrice (EV) participă astăzi în primul rând ca consumator reglabil: nu returnează energie, dar, prin sincronizarea încărcării, reduce semnificativ sarcina rețelei.

Pompele de căldură și alți consumatori reglabili

La prima vedere, pompa de căldură este un consumator simplu, însă din perspectiva VPP (centrală electrică virtuală) este și un dispozitiv de stocare. Conform unei analize a literaturii de specialitate, masa de stocare termică a clădirii este capabilă să stocheze energie sub formă de căldură, astfel încât clădirea însăși funcționează ca un acumulator virtual: temperatura interioară corespunde nivelului de încărcare în intervalul de confort, iar masa de stocare termică corespunde capacității.

În practică, aceasta înseamnă că pompa de căldură preîncălzește sau pre-răcește în perioadele cu producție abundentă de energie regenerabilă, iar în perioadele de vârf își reduce funcționarea, menținând în același timp senzația de confort. Clădirile cu o masă mare a acumulatorului de căldură mențin temperatura interioară plăcută pentru o perioadă mai lungă chiar și atunci când condițiile exterioare se schimbă, astfel încât reducerea temporară a funcționării pompei de căldură rămâne aproape imperceptibilă. Cu un rezervor tampon sau un rezervor de apă caldă menajeră, marja de manevră crește și mai mult, deoarece producția de căldură se separă în timp de consumul de energie electrică. Conform unui studiu recent, această capacitate este maximă atunci când este combinată cu panouri solare, baterii și un acumulator de căldură.

Această posibilitate nu este doar teoretică. În cadrul unui proiect de dezvoltare finanțat de Departamentul Energiei al Statelor Unite, se lucrează la un prototip de pompă de căldură integrată într-un acumulator de căldură, proiectată să funcționeze timp de trei ore cu un consum de vârf cu 20% mai mic decât o pompă de căldură tradițională cu aer.

Aceeași logică se aplică și celorlalte consumatoare de tip acumulator de căldură, cum ar fi încălzitoarele de apă, radiatoarele electrice și sistemele de răcire. Gradul de flexibilitate variază însă de la o clădire la alta, deoarece potențialul oferit de masa acumulatorului de căldură depinde în mare măsură de tipul clădirii.

Funcționarea sistemului VPP și consumatorii industriali

Consumatorii industriali și comerciali reprezintă unul dintre cei mai vechi piloni ai centralelor electrice virtuale. Conform sintezei Forumului Economic Mondial, printre participanții la VPP se numără acei mari consumatori, cum ar fi fabricile, ai căror proprietari se angajează să-și reducă consumul în perioadele de cerere ridicată.

Funcționarea sistemului VPP se bazează aici pe programarea proceselor. Conform ghidului de proiectare al Next Kraftwerke, pot fi flexibile, printre altele, procesele de măcinare și topire, pompele de alimentare, răcirea, procesele de încălzire și uscare, centrele de date și tehnologiile „power-to-x”, iar sursele de curent de rezervă și sistemele de stocare se integrează deosebit de bine într-o centrală electrică virtuală.

Beneficiile provin din două direcții. Etapele care consumă multă energie pot fi amânate pentru orele cu tarife mai mici, iar flexibilitatea oferită rețelei generează venituri, pe care operatorul le împarte cu proprietarul instalației. Potrivit Next Kraftwerke, flexibilitatea din partea consumatorilor, de exemplu reducerea vârfurilor de consum (peak shaving), este un serviciu extrem de căutat, pe care îl pot achiziționa atât operatorii de transport, cât și cei de distribuție.

Există însă și limite reale. Conform unei analize recente a literaturii de specialitate, în cazul sarcinilor industriale întreruptibile, constrângerile tehnologice permit doar ferestre de solicitare scurte și rare. Același studiu a arătat, de asemenea, că, dacă aceste sarcini sunt combinate cu un sistem de stocare cu baterii, portofoliul poate îndeplini deja cerințele serviciilor de rezervă rapidă de frecvență. Sistemul de stocare acoperă solicitările rapide și de scurtă durată, iar procesul de producție se adaptează doar atunci când acest lucru este posibil din punct de vedere tehnologic.

Funcționarea VPP – Centrală electrică virtuală

Cel mai simplu mod de a înțelege cum funcționează VPP în practică este să ne-o imaginăm ca pe un proces. Pe baza datelor primite de la dispozitive, software-ul creează o imagine de ansamblu, din care calculează cel mai bun program de funcționare, apoi trimite instrucțiuni înapoi către dispozitive. Funcționarea centralei electrice virtuale poate fi astfel împărțită în patru etape care se repetă continuu și care sunt prezente în toate intervalele de timp, de la planificarea pentru ziua următoare până la intervenția în timp real. Le vom prezenta pe rând în continuare.

Colectarea datelor

Totul începe cu măsurătorile. VPP-ul trebuie să știe în permanență cât produce panoul solar, la ce nivel de încărcare se află bateria, dacă mașina electrică este conectată și care este consumul locației. Aceste date sunt furnizate de invertoare, de controlerele bateriilor, de contoarele inteligente și de gateway-urile locale.

Conform documentului Rocky Mountain Institute (RMI) privind măsurătorile VPP, calitatea datelor este determinată de câteva aspecte principale: întârzierea, rezoluția (de exemplu, date la intervale de 15 minute sau de 2 secunde), precum și faptul că dispozitivele comunică prin intermediul unui protocol standard. Valorile lipsă sau aflate în afara intervalului trebuie monitorizate cu atenție. Conform RMI, datele precise, transmise în mod regulat, reprezintă una dintre condițiile unui VPP mai matur.

Producătorii utilizează o mare varietate de „limbaje”, de aceea standardele joacă un rol cheie. La nivel local, invertoarele transmit de obicei date prin protocolul SunSpec Modbus, în timp ce către cloud și actorii din rețea s-au impus standardele IEEE 2030.5 și OpenADR. Conform sintezei asociației OpenADR, cele două standarde se completează reciproc: OpenADR excelează în transmiterea pe scară largă a semnalelor, iar IEEE 2030.5 în controlul detaliat și monitorizarea stării. Cu cât mai multe dispozitive respectă aceste standarde, cu atât conectarea noilor produse și tipuri de echipamente va fi mai ieftină și cu un risc de eroare mai mic.

Concluzia practică: dacă te gândești la un VPP în viitor, merită să alegi un invertor și un sistem de stocare care oferă o interfață de comunicare deschisă și documentată.

Agregare

În cadrul agregării, software-ul combină datele provenite de la numeroase dispozitive individuale pentru a crea o singură resursă comercializabilă. Acest lucru este necesar deoarece un sistem de stocare casnic este prea mic pentru a putea tranzacționa direct: pe piețele de servicii la nivel de sistem și de comerț cu ridicata, dimensiunea minimă a ofertei este, de obicei, de mai multe megawați. Amploarea este ilustrată bine și de un exemplu american: pentru a participa la programul de reducere a cererii al Consolidated Edison este necesar un angajament de 50 kW, ceea ce este, de obicei, inaccesibil pentru o singură gospodărie.

VPP rezolvă această problemă prin reunirea flexibilității individuale a echipamentelor într-un singur ansamblu comun, care descrie capacitatea de reglare a întregii flote și o prezintă sub formă de ofertă. Din perspectiva pieței, portofoliul agregat se comportă astfel ca o singură resursă mare, iar proprietarii obțin venituri care ar fi inaccesibile la nivel individual. În California, de exemplu, operatorul de sistem (CAISO) permite, încă din 2015, printr-un model de participare distinct, ca instalațiile cu o putere individuală sub 1 MW să atingă, prin cumul, pragul de 0,5 MW necesar pentru a intra pe piață.

Din punct de vedere matematic, sarcina nu este simplă. Datorită profilurilor de funcționare diferite ale diverselor tipuri de echipamente, cum ar fi bateriile, pompele de căldură și stațiile de încărcare pentru vehicule electrice, calcularea exactă a intervalului comun de flexibilitate nu este, de obicei, posibilă, motiv pentru care programele software utilizează metode de aproximare. În cazul unui parc de echipamente omogen, cum ar fi o agregare de acumulatori de energie, aceste metode funcționează cu o precizie bună; însă, în cazul unui portofoliu mixt, ele pot oferi rezultate excesiv de prudente, iar o parte din flexibilitate rămâne neexploatată.

Optimizare

Inima unui VPP este un sistem de gestionare a energiei care rulează în cloud și care decide, pe baza imaginii de ansamblu, ce trebuie să facă flota și când. Pentru aceasta, are nevoie de previziuni privind consumul, prețurile de pe piață și producția din surse regenerabile. Conform unui articol din IEEE Spectrum, multe VPP-uri estimează astăzi, cu ajutorul învățării automate, flexibilitatea consumului, performanța panourilor solare și a bateriilor, comportamentul utilizatorilor și evenimentele de încărcare a rețelei.

Planificarea este stratificată. Operatorul face o ofertă pe piața pentru ziua următoare pe baza prognozei, își replanifică activitatea în cursul zilei pe baza datelor mai recente și corectează în timp real abaterile efective. Cu cât intervalul de prognoză este mai scurt, cu atât eroarea este mai mică; de aceea, piața intrazilnică oferă operatorului posibilitatea de a face corecții pe baza unei prognoze mai precise, chiar înainte de livrare. Diferența dintre performanța angajată și cea efectivă trebuie compensată sub formă de energie, ceea ce poate fi costisitor. Conform unui studiu, reprogramarea poate reduce această abatere cu până la 90%, în funcție de sezon și de strategie.

Optimizarea servește mai multor obiective simultan: obținerea celor mai mari venituri posibile, costuri cât mai mici și o îndeplinire fiabilă a angajamentelor. Acest ultim aspect este deosebit de important, deoarece pe piețele de servicii la nivel de sistem există cerințe stricte de fiabilitate, iar neîndeplinirea angajamentelor poate atrage după sine penalități sau excluderea de pe piață. Prin urmare, o bună gestionare a energiei în cadrul VPP ține cont și de incertitudinea previziunilor, pentru a evita supraofertarea.

Control

În ultima etapă, decizia se transformă într-o intervenție fizică. Operatorul VPP activează în timp real, prin semnale de control automate, fiecare dispozitiv în parte, pentru a-și îndeplini obligațiile de piață. Oferta agregată este defalcată de software în instrucțiuni la nivel de echipament: ce baterie să descarce cât, ce pompă de căldură să-și întrerupă funcționarea pentru cât timp. Această etapă este denumită în literatura de specialitate „dezagregare”: semnalul de control agregat trebuie distribuit între membrii flotei.

Semnalul ajunge rareori direct la echipament. De obicei, acesta este recepționat de sistemul EMS local sau de un gateway, care îl traduce în „limbajul” propriu al invertorului sau al încărcătorului. Prin intermediul acestuia se poate, de exemplu, seta o limită de alimentare, activa modul de funcționare bazat pe cerere sau solicita date de telemetrie. Conform unui material didactic despre VPP, în timpul unei sarcini de rețea, operatorul trimite un singur semnal, iar chiar și câteva mii de dispozitive răspund la acesta în câteva secunde sau minute.

În același timp, proprietarul își păstrează controlul. Programele permit, de obicei, intervenția utilizatorului; VPP-ul nu poate depăși nivelul minim de încărcare setat, iar în cazul unei întreruperi de curent, alimentarea locuinței are prioritate.

Controlul reprezintă și o chestiune de securitate. Conform unei analize privind securitatea cibernetică, dintre protocoalele DER frecvent utilizate, IEEE 2030.5 a fost dezvoltat încă de la început cu cerințe stricte de criptare, în timp ce în cazul Modbus și DNP3 au fost identificate mai multe vulnerabilități, iar doar cele mai recente versiuni respectă standardele de securitate actuale. Prin urmare, un VPP fiabil se bazează pe o comunicare criptată și autentificată.

Care este rolul agregatorului în cadrul VPP?

Centrala electrică virtuală este un sistem tehnic, iar agregatorul este actorul de pe piață care operează acest sistem și desfășoară activități comerciale în numele flotei. Conform definiției IRENA, agregatorii sunt noi actori de pe piață care optimizează utilizarea surselor de energie distribuite și le introduc pe piață ca o singură entitate, sub forma unei centrale electrice virtuale. De aceea, literatura de specialitate folosește adesea cele două noțiuni ca sinonime. Termenul „agregator de energie” se referă la același actor.

Ce face mai exact un agregator de energie?

Dacă te întrebi ce face un agregator de energie, cel mai concis răspuns îl oferă legislația UE. Conform Directivei 2019/944/UE, agregarea este o activitate prin care o persoană fizică sau juridică combină consumul sau energia electrică produsă de mai mulți consumatori, pentru a o vinde, a o achiziționa sau a o scoate la licitație pe orice piață de energie electrică.

În practică, aceasta implică mai multe sarcini. Conform sintezei IRENA, agregatorul prognozează și comercializează producția instalațiilor, o programează în funcție de piața intrazilnică, furnizează servicii de echilibrare operatorilor de sisteme de transport și, acolo unde există o piață pentru aceasta, și operatorilor de rețele de distribuție. Flota agregată poate înlocui o parte din centralele de vârf și poate atenua vârfurile de sarcină cauzate de fluctuațiile rapide ale producției din surse regenerabile. Pentru proprietari, acesta asigură gestionarea energiei, ceea ce poate genera economii la factura de energie, iar veniturile sunt împărțite între participanți.

O analiză realizată în Belgia arată cât valorează acest lucru: prin reglarea pe partea cererii a 40 000 de pompe de căldură casnice se poate asigura o rezervă de reglare de 100 MW, la un cost de 0–14 euro pe megawatt-oră, față de prețul istoric de 32 de euro al rezervelor tradiționale.

Directiva menționează în mod specific și agregatorul independent, care nu are legătură cu furnizorul de energie electrică al clientului. Consumatorul poate încheia un contract de agregare cu acesta fără acordul furnizorului său, iar directiva prevede în mod expres ca clientul să beneficieze în mod corespunzător de avantajele acestei activități. Normele detaliate sunt stabilite de statele membre, prin urmare condițiile pot varia de la o țară la alta.

Recomandarea SOLARKIT: agregarea panourilor solare și a bateriilor este eficientă într-un VPP

În această secțiune poți citi recomandarea noastră. Deoarece SOLARKIT comercializează sisteme de stocare a energiei, ne bazăm în mod intenționat pe surse independente pentru a ne susține argumentele. Pe scurt: combinarea panourilor solare cu bateriile este eficientă într-un VPP deoarece panourile solare furnizează energia, iar bateriile asigură controlul. Împreună, ele sunt capabile atât de creșterea, cât și de reducerea producției, ceea ce niciuna dintre ele nu ar putea face singură. Următoarele două secțiuni ilustrează acest lucru și în practică.

Flexibilitatea rețelei: stocarea surplusului de energie produs de panourile solare

Producția de energie solară și consumul rareori coincid. Conform raportului din 2026 al Agenției pentru Cooperare în domeniul Reglementării Energiei din Uniunea Europeană (ACER), extinderea energiei solare accentuează tot mai mult așa-numita „curbă de rață”: la prânz sunt din ce în ce mai multe ore cu prețuri negative, iar dimineața și seara vârfurile de preț sunt mai accentuate. Într-un exemplu din Germania, la 1 mai 2025, după minimul înregistrat la prânz, prețul de seară a sărit peste 400 de euro/MWh.

Conform analizei Montel Analytics, în spatele proliferării prețurilor negative se află producția record de energie solară, precum și lipsa stocării și a consumului flexibil. Până la sfârșitul lunii octombrie 2025, s-au înregistrat peste 500 de ore cu prețuri negative într-una dintre zonele tarifare din Suedia, precum și în Olanda, Germania, Spania, Belgia și Franța. Conform unei analize recente care a analizat perioada de primăvară, în Germania, 46,8% din producția de energie solară a coincis cu ore cu prețuri negative.

Aici intră în scenă bateria. Dacă, în loc să alimentezi rețeaua cu surplusul de energie de la prânz, îl stochezi în baterie, nu îl vinzi la un preț redus, iar rețeaua este descărcată de sarcină. Într-un VPP, toate acestea se întâmplă în mod coordonat, simultan în multe locuințe, iar aceasta reprezintă o adevărată flexibilitate a rețelei.

La alegerea echipamentelor, capacitatea de comunicare este esențială. Conform producătorului, în Europa funcționează peste 17 000 de sisteme din seria europeană PowerOcean a acumulatorilor de energie EcoFlow, controlul acestora fiind asigurat de propriul software de gestionare a energiei casnice (HEMS). Conform informațiilor furnizate de producător, posibilitatea participării la un VPP variază în funcție de regiune și de furnizor, de aceea merită să verificați acest aspect în prealabil.

Restituirea energiei în perioadele de vârf

Adevărata valoare a sistemului de stocare se manifestă seara, când panourile solare nu mai produc energie, iar consumul și prețul sunt la maxim. În acest moment, centrala electrică virtuală utilizează energia solară stocată în acumulatori pentru a alimenta gospodăria sau o trimite în rețea, înlocuind astfel o parte din centralele electrice de vârf, care sunt costisitoare.

Acest sistem funcționează și în practică. Potrivit producătorului, sistemele de stocare a energiei FoxEss colaborează deja în Australia cu patru furnizori de servicii VPP și nouă companii de distribuție a energiei electrice, iar în Regatul Unit pot fi conectate la VPP-ul Axle Energy. Conform descrierii Axle, sistemul furnizează energie, de obicei, de 4–8 ori pe lună, iar proprietarul păstrează controlul deplin asupra bateriei prin intermediul aplicației.

În cazul instalațiilor industriale și comerciale, reducerea consumului de vârf poate fi rentabilă în sine. În cazul în care tariful depinde de puterea maximă măsurată, bateria menține consumul din rețea sub un anumit prag, reducând astfel tariful de putere. Potrivit grupului american Clean Energy Group, panoul solar în sine rareori reduce eficient cererea de vârf, însă bateria este complet controlabilă, fiind astfel perfect adaptată pentru această sarcină. Am scris despre acest subiect în detaliu în articolul nostru intitulat „Reducerea vârfurilor de consum cu ajutorul sistemelor de stocare a energiei ”.

Recomandarea noastră: nu căuta capacitatea VPP abia după ce ai instalat sistemul. Încă din faza de proiectare, alege un invertor hibrid și un sistem de stocare care oferă o interfață de comunicare standard și deschisă și verifică în ce condiții de garanție permite producătorul controlul extern.

Întrebări frecvente despre sistemele Virtual Power Plant

Care este rolul sistemului EMS în centrala electrică virtuală?

EMS, adică sistemul de gestionare a energiei la fața locului, monitorizează, controlează și optimizează, ca un singur sistem integrat, panourile solare, bateria și consumatorii unei locuințe sau ai unei locații. În cadrul centralei electrice virtuale, acesta primește semnalele de la platforma VPP și le execută respectând în același timp limitele locale, cum ar fi nivelul minim de încărcare setat.

Sistemele VPP și BESS: care este diferența?

BESS este un dispozitiv fizic, adică un sistem de stocare a energiei cu baterii, în timp ce VPP este o coordonare software care gestionează multe dispozitive diferite ca pe o singură resursă. Un sistem BESS poate face parte din VPP, astfel încât VPP și BESS nu sunt alternative una la cealaltă: sistemul de stocare reprezintă hardware-ul, iar centrala electrică virtuală este stratul care coordonează multe astfel de sisteme de stocare și le introduce pe piață.

Care este diferența dintre VPP și micro-rețea?

Micro-rețeaua funcționează în limite fixe și se poate deconecta de la rețea pentru a funcționa în regim insular, astfel încât să-și alimenteze consumatorii chiar și în cazul unei întreruperi de curent. VPP-ul, în schimb, rămâne conectat la rețea, reunește dispozitive dispersate pe o suprafață extinsă și servește în primul rând rețeaua și piața.

Participarea la VPP reduce durata de viață a bateriei?

Fiecare solicitare înseamnă un ciclu suplimentar de încărcare-descărcare, dar efectul depinde în principal de modul de utilizare: deteriorarea este cauzată în primul rând de descărcarea profundă și de temperatura nefavorabilă, iar în cazul ciclurilor superficiale și bine controlate, efectul este mult mai redus. Merită să verificați dacă programul menține un nivel minim de încărcare și ce prevede garanția producătorului cu privire la controlul extern.

Ce este necesar pentru ca sistemul meu fotovoltaic să se conecteze la VPP?

Ai nevoie de un invertor și un sistem de stocare care pot fi controlate de la distanță și care furnizează date în timp real, precum și de un program VPP disponibil în zona ta. În UE, conform Directivei 2019/944/UE, poți încheia un contract de agregare chiar și fără acordul furnizorului tău și poți solicita instalarea unui contor inteligent.