Las comunidades sostenibles abastecidas por la producción local de energía renovable están comenzando a establecerse en los EE. UU. Mediante el uso de edificios energéticamente eficientes y la distribución de medios de generación de energía, como paneles solares, en todos los edificios de estos distritos, las comunidades logran producir suficiente energía para sus necesidades locales, logrando un balance anual neto de energía cero (NZE).

Sin embargo, este promedio anual pasa por alto las fluctuaciones energéticas locales que pueden desafiar la red eléctrica de apoyo. Por ejemplo, un pico en la producción de energía en un día soleado podría causar violaciones de voltaje que podrían exceder los estándares permitidos para los electrodomésticos.

Para permitir la expansión de los distritos NZE para crear áreas urbanas más sostenibles, Los investigadores han integrado las consideraciones de la red eléctrica en el modelo de un distrito NZE recientemente planificado y han examinado las fluctuaciones de energía en intervalos de 15 minutos. El análisis y las recomendaciones se presentan en el Revista de energías renovables y sostenibles .

"Tuvimos una asociación única entre los proveedores de servicios eléctricos, desarrolladores de edificios, propietarios de tierras y otras partes interesadas, lo que nos permitió ver esto desde una perspectiva holística y encontrar una solución que sea mejor para todos a un costo total más bajo, "dijo Bri-Mathias Hodge, quien dirigió el estudio en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Colorado.

La planificación centralizada proporciona un medio para garantizar de manera proactiva un servicio confiable de electricidad a los distritos. Una forma de lograr la administración central podría ser mediante la propiedad de la empresa de servicios públicos o la operación de dispositivos distribuidos, como sistemas de energía solar y baterías.

Para modelar este nuevo marco centralizado, el equipo combinó software de distribución de energía y modelos de eficiencia energética. Aplicaron su modelo integrado al distrito residencial de energía solar de 100 edificios planeado en Denver, Colorado — Estación Peña SIGUIENTE.

Utilizando datos solares y de edificios mucho más detallados con mayor resolución geográfica y de tiempo de lo que se consideró anteriormente, el equipo pudo calcular un número exhaustivo de posibles escenarios, encontrar la mejor manera de lograr NZE al menor costo y con el menor impacto en la confiabilidad.

"Lo sorprendente fue la magnitud de la diferencia, desde la perspectiva del sistema eléctrico, entre el balance de NZE anual en comparación con la base de 15 minutos, "dijo Hodge, quien explicó que las fuentes de energía alternativas serían esenciales para compensar la holgura diaria en el suministro de energía cuando el sol está bajo por las tardes, así como fluctuaciones estacionales.

Otro aspecto particularmente importante para mantener el funcionamiento de la red eléctrica y prevenir costosas reconstrucciones fue la aplicación de esquemas avanzados de control de inversores de energía solar para mantener el equilibrio de energía local.

Otros planificadores de distrito de NZE están buscando aplicar la herramienta de planificación centralizada. Para acelerar el proceso, El equipo de Hodge está automatizando la aplicación de su modelo, además de integrar otros factores, como la carga de un coche eléctrico.