Smart grid e rinnovabili 100%: si può fare!
Sul tema centrale legato alla migrazione verso un modello energetico basato sulla micro generazione e sulla generazione distribuita, messo perentoriamente in moto nell’ultimo decennio dalle nuove energie rinnovabili come eolico e fotovoltaico, con, in particolare quest’ultima forma di energia estremamente distribuita sui territori, uno degli aspetti più importanti da affrontare è costituito indubbiamente dalla ottimale gestione dell’intermittenza e della non programmabilità di queste nuove fonti energetiche pulite.
Un aspetto da affrontare da diversi punti di vista, sia passivi, che prevedono l’uso della modellistica ambientale per la previsione di vento e sole fino anche a 72 ore, che stanno facendo registrare già rilevanti e benefici effetti anche in Italia (vedi post “Sistemi di previsione di energia elettrica da fonti rinnovabili GSE: dimezzati i costi di sbilanciamento”), che attivi, attraverso la progressiva informatizzazione delle reti elettriche passando ad architetture distribuite basate su reti intelligenti (smart grids). Davvero significativo, in questo cruciale contesto, il progetto Combined Power Plant 2 (Kombikraftwerk2), che l’Istituto Fraunhofer per l’energia eolica e la tecnica dei sistemi di energia sta portando avanti da alcuni anni in Germania, in collaborazione con Siemens.
Si tratta di un prototipo per collegare, attraverso Internet, una serie di piccoli impianti elettrici alimentati da fonti pulite ottenendo energia stabile in rete, una autentica centrale virtuale combinata ad energie rinnovabili. Si tratta di un progetto patrocinato dal Ministero federale tedesco per l’Ambiente, ideale continuazione del progetto Power Plant 1, avviato nel 2007, che si è concluso indicando la fattibilità di una rete elettrica basata esclusivamente su fonti rinnovabili. Con una fase di collaudo iniziata nel 2011, ad oggi il prototipo virtuale è riuscito a mantenere stabile la rete mettendo in connessione impianti rinnovabili diversi e compositi come eolici, solari fotovoltaici, biogas. Una coralità che ha dimostrato di rendere possibile ridurre l’intermittenza caratteristica delle rinnovabili stabilizzando la capacità di fornitura di energia elettrica. La rete riuscirebbe, infatti, a bilanciare le differenze di resa tra i diversi impianti e a generare un surplus di energia da accumulare o convertire in energia termica. L’assetto di test della versione 2 del progetto ha coinvolto un parco rinnovabile di 80 MW, rispetto ai 20 MW del progetto capostipite,
composto da generatori eolici sia on shore che off shore, impianti fotovoltaici e impianti biogas (vedi figura a destra). La funzione di accumulo del surplus di produzione elettrica è demandato all’immagazzinamento mediante pompaggi in bacini idroelettrici per l’uso nelle ore notture o poco ventose. In futuro inoltre, è previsto che l’energia extra potrà anche essere trasformata in e-gas, che andrà ad alimentare la rete di distribuzione del gas metano. In Kombikraftwerk 2 non ci si è limitati a valutare soltanto la stabilità dell’offerta elettrica, ma anche la stabilità della differenza di potenziale e della frequenza di output, che devono naturalmente mantenersi rispettivamente a 220 volt e 50 Hz, al fine di garantire il funzionamento di tutte le utenze. L’intero contesto è governato da un centro operativo di controllo ubicato presso l’Università di Kassel, altro partner importante del progetto. In questa coralità di fonti, gli impianti a biogas possono modulare la loro produzione facendo fronte ai picchi di domanda.
Importante che in fronte dei partner tecnologici impegnati nelle singole fonti energetiche,come Enercon, gigante tedesco dell’energia eolica, Schmack Biogas, e SolarWorld per il fotovoltaico.
Risultati avvero estremamente incoraggianti, quelli registrati sul campo dal progetto tedesco, molto ben documentati anche dal video seguente (in inglese), che mette in risalto una Germania, ed auspichiamo più in generale l’intera Europa, che potrà funzionare al 100% con energia rinnovabile intorno al 2050, dando finalmente una sterzata decisiva verso la decarbonizzazione dei modelli energetici minimizzando la combustione e le emissioni di CO2. Una utopia che pare finalmente scendere sul piano della realtà, sempre più fondata su sempre più solide basi.
Sauro Secci
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