En un intento por aprovechar el potencial de los edificios residenciales para estabilizar la red energética, investigadores han desarrollado un sistema de control diferencial predictivo (DPC) para los sistemas de climatización (HVAC) en hogares. Este enfoque no solo busca maximizar el autoconsumo de energía renovable local como la solar, sino también apoyar el control rápido de voltajes en la red eléctrica.
Uno de los principales desafíos que ha enfrentado la infraestructura de distribución de energía en los Estados Unidos es la rápida fluctuación de voltaje causada por el aumento en la penetración de recursos energéticos distribuidos, incluidos los paneles solares en tejados. Los edificios, que representan aproximadamente el 75% del consumo eléctrico del país, están estratégicamente situados junto a estas instalaciones solares y cuentan con un almacenamiento térmico innato, lo que los hace ideales para mitigar estas fluctuaciones.
La propuesta de control diferencial tiene como objetivo reducir la demanda de energía de la red en un 12% y disminuir las violaciones de voltaje y fluctuaciones rápidas en un 20%. Esto no solo proporciona beneficios significativos a los propietarios de edificios, sino que también mejora la estabilidad y el costo operativo del sistema de distribución. Los reguladores de voltaje también verían una reducción del 14% en el número de cambios de interruptor, lo que podría extender su vida útil.
Simulaciones detalladas del sistema propuesto han demostrado que se puede reducir eficazmente el consumo de energía durante picos en la generación solar y minimizar las variaciones de carga en el sistema. Usando una plataforma de co-simulación controlador-edificio-red, los investigadores analizaron los impactos potenciales del esquema de control en la red y en los edificios, encontrando que, con una modelización térmica precisa y un controlador ágil, se pueden obtener resultados beneficiosos tanto para la red como para los residentes.
Sin embargo, el sistema propuesto también presenta algunos desafíos. La sincronización no intencionada de la respuesta de los controladores puede resultar en grandes picos de carga, sugiriendo la posibilidad de necesitar coordinación local entre los controladores de edificios individuales para maximizar los beneficios del sistema. A medida que avanzamos hacia entornos residenciales más flexibles y receptivos, este tipo de innovaciones en el control del consumo energético pueden desempeñar un papel crucial en la transición hacia redes más inteligentes y sostenibles.