L'esigenza di rimodellare il mercato energetico nazionale ed europeo con un massiccio apporto da parte delle energie rinnovabili, porta gli addetti del settore a confrontarsi e a trovare soluzioni contestuali alla sfida data dalla discontinuità della produzione energetica insita nella natura non programmabile e non prevedibile delle fonti rinnovabili.
Il potenziale energetico delle energie rinnovabili è di gran lunga sovrabbondante rispetto alle esigenze energetiche presenti e future dell’umanità: la sfida per il futuro è saperle utilizzare al meglio ed essere in grado di progettare soluzioni per arginare i limiti intrinsechi delle rinnovabili. Il loro utilizzo impone una sfida significativa per la corretta gestione della rete elettrica: in questo articolo vediamo come i sistemi di accumulo sono la soluzione progettuale utilizzata per garantire la sostenibilità e l’adeguatezza della produzione di energia.
In questo articolo parliamo di:
Se le fonti rinnovabili devono contribuire con una quota crescente al fabbisogno mondiale di energia elettrica, è essenziale un'integrazione della capacità rinnovabile nei mercati dell'energia.
L'energia solare, eolica, fotovoltaica è per definizione condizionata dalla contestualità delle condizioni climatiche che consentono di innescare e mantenere il processo di produzione di energia elettrica: le energie rinnovabili, appena citate sono pertanto definite anche fonti intermittenti proprio perché non garantiscono un funzionamento continuativo.
La produzione di energie rinnovabili dipende in gran parte dall'energia giornaliera o stagionale, ciò significa che l'energia generata dal vento dipende dalla velocità del vento e dalla densità dell'aria, mentre la produzione solare dipende dalla quantità di luce solare che cade sui pannelli in un dato luogo e momento.
L'intermittenza della generazione delle fonti può essere limitata o addirittura superata dall'uso di sistemi di accumulo dell'energia elettrica. Le fonti rinnovabili intermittenti possono immagazzinare l'elettricità per un uso successivo e, una volta perfezionato questo abbinamento, le possibilità sono davvero illimitate.
Come precisa il GSE (Gestore servizi energetici):
un sistema di accumulo è un insieme di dispositivi, apparecchiature e logiche di gestione e controllo, funzionale ad assorbire e rilasciare energia elettrica, previsto per funzionare in maniera continuativa in parallelo con la rete con obbligo di connessione di terzi o in grado di comportare un'alterazione dei profili di scambio con la rete elettrica (immissione e/o prelievo).
I sistemi di accumulo garantiscono, attraverso appunto l'accumulo di energia, l'ottimale funzionamento degli impianti. Ad esempio, le centrali termoelettriche possono lavorare nelle migliori condizioni operative: l’energia eccedente durante i periodi di normale esercizio degli impianti viene immagazzinata evitando così, di dover ricorrere a continue fasi di avvio e arresto dei gruppi, per fronteggiare situazioni di improvvisa richiesta di fornitura di energia elettrica.
Un esempio più comune di accumulo per compensare la non linearità delle risorse sono i sistemi di accumulo elettrochinico casalinghi per il fotovoltaico, secondo i dati Anie ad oggi in Italia sono installati per oltre 40K impianti per ca. 200 MW totali.
I sistemi di accumulo di energia, noti anche come (Electrical Energy Storage Systems - EESS), sono sempre più diffusi grazie alle loro caratteristiche di flessibilità, modularità e semplicità di utilizzo e rappresentano senza dubbio la condizione abilitante per dare una spinta significativa alle energie rinnovabili. Inoltre, la diffusione e l'adozione dei sistemi di accumulo porterebbe benefici in termini di:
In conclusione, lo studio e la ricerca di soluzioni progettuali porteranno alla definizione di nuove tecnologie adeguate a superare le criticità delle fonti rinnovabili che contribuiranno a portare l'Italia e l'Europa alla completa transizione energetica.
Allo stesso tempo gli scenari futuri vedono, nei prossimi anni, una convivenza delle fonti rinnovabili con gli impianti combustibili attualmente in funzione, ma con un'approccio combinato e nuovo per la produzione di energia. Infatti, gli impianti di combustione dovranno sopperire alle carenze che possono verificarsi dall’uso delle rinnovabili.
Gli impianti a gas esistenti dovranno essere ri-progettati e gestiti per entrare in esercizio per un numero limitato di ore nell’arco dell’anno e per far fronte alle richieste del mercato elettrico nel momenti di picco dei consumi energetici.
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