Articolo revisionato da Jesús Andrade, ingegnere elettronico e MBA presso ESIC, che unisce vent’anni di esperienza nella progettazione di apparecchi di illuminazione di emergenza e dispositivi per la prevenzione dei rischi a una solida formazione in direzione aziendale. Attualmente Andrade ricopre il ruolo di CTO presso SVE Worldwide, azienda specializzata nello sviluppo di soluzioni di prevenzione per l’industria.
La curva dell’anatra e il curtailment: due effetti dell’integrazione delle rinnovabili
La curva dell’anatra e il curtailment nel sistema elettrico sono due concetti che aiutano a spiegare come le energie rinnovabili si stiano integrando nel sistema elettrico tradizionale. Vediamoli passo dopo passo.
Indice
I sistemi rinnovabili come alternativa
La curva dell’anatra: lo squilibrio tra domanda e produzione fotovoltaica
Curtailment: quando c’è troppa energia rinnovabile in rete
Soluzioni alla curva dell’anatra e al curtailment: smart grid e accumulo energetico
I sistemi rinnovabili come alternativa
La crescente, e comprensibile, preoccupazione per gli effetti nocivi che le centrali di produzione convenzionali hanno sull’ambiente ha portato, ormai da alcuni anni, a una maggiore capacità di produzione da fonti rinnovabili e a una presenza sempre più importante di queste fonti nel mix energetico di molti Paesi.
Che cosa significa tutto questo per noi consumatori? In linea di principio, non dovrebbe avere un impatto diretto su di noi. Tuttavia, è importante capire che una maggiore presenza di energia rinnovabile nel sistema elettrico richiede un certo adattamento e comporta l’accettazione di alcuni rischi.
Ci sono due concetti interessanti che compaiono spesso quando si parla dell’integrazione delle energie rinnovabili nelle reti elettriche: la curva dell’anatra e il curtailment. Vediamo che cosa significano.
La curva dell’anatra: lo squilibrio tra domanda e produzione fotovoltaica
Che cos’è la curva dell’anatra?
La curva dell’anatra è il nome dato al grafico che mostra lo squilibrio tra la produzione fotovoltaica e la domanda di elettricità da parte dei consumatori nel corso della giornata. La Duck Curve è stata resa nota per la prima volta dal gestore di rete californiano CAISO (California Independent System Operator).
Perché si verifica la curva dell’anatra?
I picchi più elevati di domanda elettrica si verificano di solito nelle ultime ore del giorno, quando non c’è più luce solare e, quindi, l’energia fotovoltaica non può aiutarci. Al contrario, le ore di maggiore produzione solare, sempre che non ci siano nuvole all’orizzonte, si concentrano durante il giorno, quando la domanda tende a diminuire in modo significativo.
Questo squilibrio si può vedere nel grafico seguente, dove viene mostrata la domanda non coperta dalla produzione fotovoltaica. La sua forma ricorda quella di un’anatra, ed è per questo che si parla di “curva dell’anatra”.
Che cosa significa? Significa che proprio quando abbiamo più bisogno di energia solare per accendere la luce o preparare la cena, non possiamo contarci e dobbiamo ricorrere ad altre fonti di energia, soprattutto convenzionali. Questo può avere un impatto ambientale se non disponiamo di sufficiente energia idroelettrica o di altre fonti rinnovabili programmabili.
Curtailment: quando c’è troppa energia rinnovabile in rete
Forse hai sentito questa parola di recente. La regola di base del sistema elettrico è che offerta e domanda devono essere sempre in equilibrio: dobbiamo consumare la stessa quantità di elettricità che produciamo.
Un’altra caratteristica dei sistemi di produzione rinnovabile è la loro elevata variabilità. Non possiamo controllare la forza del vento né l’arrivo delle nuvole. Naturalmente esistono modelli che possiamo identificare, come le zone in cui il vento soffia più spesso o quelle in cui non ci sono ombre e si può sfruttare meglio la luce del sole. Tuttavia, resta comunque un alto grado di variabilità.
Che cos’è il curtailment?
Quando parliamo della curva dell’anatra, ci riferiamo alle ore di domanda che la produzione fotovoltaica non riesce a coprire. Con curtailment, cioè riduzione o limitazione della produzione rinnovabile, ci riferiamo esattamente al contrario: un eccesso di produzione rinnovabile che la rete non è in grado di gestire e che può arrivare persino a generare prezzi dell’elettricità molto bassi o vicini allo zero.
In questi casi, l’operatore della rete deve contattare l’impianto di produzione per chiedergli di ridurre o interrompere la produzione, perché non c’è abbastanza domanda per utilizzare tutta quell’energia o perché la rete non ha la capacità di assorbirla.
Alla fine, quell’energia disponibile sotto forma di vento o luce solare non viene utilizzata, perché non c’è modo di consumarla, immagazzinarla o trasportarla in modo efficiente.
Soluzioni alla curva dell’anatra e al curtailment: smart grid e accumulo energetico
Smart grid
Le possibili soluzioni per ridurre il curtailment e appiattire la curva dell’anatra passano dal miglioramento della capacità della rete, in modo che il sistema sia in grado di gestire in modo più efficiente l’equilibrio tra offerta e domanda.
Negli ultimi anni si è diffuso sempre di più il termine smart grid, utilizzato per indicare reti intelligenti che, grazie all’uso di tecnologie digitali, sono capaci di prevedere e gestire in modo più efficiente e sostenibile qualsiasi variazione tra offerta e domanda.
Flessibilità attraverso l’accumulo di energia
Un’altra soluzione consiste nel rendere i sistemi elettrici più flessibili. Come si può ottenere questo risultato?
A livello di rete, alcuni Paesi stanno già implementando, o hanno già implementato, sistemi noti come FESS, dall’inglese Flywheel Energy Storage System. Si tratta di grandi volani o sistemi di accumulo inerziale che aiutano a stabilizzare la rete mantenendo la frequenza necessaria: 50 Hz in Europa e 60 Hz in America. In sostanza, replicano alcune funzioni dei sistemi di generazione tradizionali, ma adattandosi meglio alla variabilità delle energie rinnovabili.
A livello domestico, aziendale e industriale, le batterie al litio-ferro-fosfato, LiFePO4, si presentano come un’alternativa interessante per immagazzinare energia quando è disponibile e utilizzarla quando ne abbiamo bisogno. Un esempio molto chiaro sarebbe accumulare l’energia prodotta dal sole durante il giorno per poterla usare di notte, proprio quando la domanda aumenta di più.
In LILAK preferiamo concentrarci sulle soluzioni più che sui problemi, anche se comprenderli è fondamentale. Per questo crediamo che dotare i consumatori di sistemi di accumulo energetico su piccola scala, sotto forma di riserve di luce, possa rappresentare un piccolo ma importante contributo per mantenere sistemi elettrici sicuri e sostenibili. Inoltre, può diventare una risorsa utile in caso di qualsiasi problema sulla rete.
Siamo arrivati alla fine di questo nuovo articolo. Speriamo che tu lo stia trovando interessante quanto noi. E se nei prossimi giorni dovesse verificarsi un blackout, anche se speriamo ovviamente di no, queste informazioni potranno aiutarti a capire meglio che cosa potrebbe stare succedendo.