A medida que más capacidad solar se ha conectado en California, los operadores de red en el Operador de Sistemas Independientes de California (CAISO) han observado una caída en la carga neta (o la demanda restante después de restar la generación renovable variable) a mitad del día, cuando la generación solar tiende a ser más alta. Cuando se grafica para un día típico, el patrón creado por la caída del mediodía en la curva de carga neta, seguido de un fuerte aumento por las noches cuando la generación solar cae, se parece al contorno de un pato, por lo que este patrón a menudo se llama curva de pato. A medida que la capacidad solar en California continúa creciendo, la caída del mediodía en la carga neta está disminuyendo, lo que presenta desafíos para los operadores de la red.
De acuerdo con la Administración de Información de Energía (AIE) de Estados Unidos, Los operadores de la red equilibran constantemente la generación de electricidad con la demanda de electricidad en una región. La demanda es más baja durante la noche, cuando la mayoría de los consumidores duermen y cuando muchos negocios están cerrados. La demanda comienza a aumentar por la mañana a medida que la gente se despierta y los negocios comienzan a abrir. La demanda se mantiene elevada durante todo el día, aumenta ligeramente por la noche a medida que la gente llega a casa del trabajo y el consumo de electricidad residencial aumenta, y luego vuelve a caer a última hora de la noche.
A diferencia de las plantas de energía convencionales (por ejemplo, las plantas nucleares, de carbón y de gas natural), los recursos solares y eólicos no se pueden despachar completamente a voluntad para ayudar a satisfacer la demanda, y los servicios públicos pueden tener que reducirlos para proteger las operaciones de la red. La energía solar solo se genera durante las horas del día, alcanzando su punto máximo al mediodía cuando el sol es más fuerte y cayendo al atardecer. A medida que se conecta más capacidad solar, las plantas de energía convencionales se utilizan con menos frecuencia a mitad del día, y la curva del pato se profundiza.
La curva del pato presenta dos desafíos relacionados con el aumento de la adopción de la energía solar. El primer desafío es el estrés de la red. El cambio extremo en la demanda de electricidad de las plantas de energía convencionales desde el mediodía hasta altas horas de la noche, cuando la demanda de energía sigue siendo alta pero la generación solar ha disminuido, significa que las plantas de energía convencionales (como las plantas de gas natural) deben aumentar rápidamente la producción de electricidad para satisfacer la demanda de los consumidores. Ese rápido aumento hace que sea más difícil para los operadores de la red hacer coincidir el suministro de la red (la energía que están generando) con la demanda de la red en tiempo real. Además, si se produce más energía solar de la que la red puede utilizar, los operadores podrían tener que reducir la energía solar para evitar la sobregeneración.
El otro desafío es económico. La dinámica de la curva del pato puede desafiar la economía tradicional de las plantas de energía despachables porque los factores que contribuyen a la curva reducen la cantidad de tiempo que opera una planta de energía convencional, lo que resulta en una reducción de los ingresos energéticos. Si los ingresos reducidos hacen que las plantas sean antieconómicos para el mantenimiento, las plantas pueden retirarse sin un reemplazo despachable. Menos electricidad despachable hace que sea más difícil para los administradores de la red equilibrar la oferta y la demanda de electricidad en un sistema con grandes oscilaciones en la demanda neta.
La curva de pato, sin embargo, ha creado oportunidades para el almacenamiento de energía. El despliegue a gran escala de sistemas de almacenamiento de energía, como las baterías, permite que parte de la energía solar generada durante el día se almacene y guarde para más tarde, después de que se ponga el sol. Almacenar algo de generación solar al mediodía aplana la curva del pato, y enviar la generación solar almacenada por la noche acorta el cuello del pato. El almacenamiento de baterías se está construyendo rápidamente en California; ha crecido de 0,2 gigavatios (GW) en 2018 a 4,9 GW a partir de abril de 2023. Los operadores planean construir otros 4,5 GW de capacidad de almacenamiento de baterías en el estado para finales de año, de acuerdo con nuestro Inventario Preliminar Mensual de Generadores Eléctricos.
La curva del pato no es exclusiva de California. Está ocurriendo cada vez más en otras partes del país y en todo el mundo en lugares donde la proporción de generación solar está aumentando en comparación con la generación de fuentes convencionales. Además, una curva de pato se está haciendo visible a nivel nacional en los Estados Unidos.
