Lo storage nelle applicazioni stazionarie: possibili scenari futuri

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Sistemi di accumulo
di Felice Lucia

I problemi della generazione distribuita sono dovuti alla disponibilità delle fonti rinnovabili che spesso non è prevedibile e l’immissione nelle reti di distribuzione dell’energia elettrica è stocastica e le reti di distribuzione sono state realizzate per gestire flussi di energia da impianti concentrati (collegati in alta tensione) verso punti di consumo distribuiti (logica topdown).

Tramite le smart grid si può intervenire per risolvere il problema essendo reti «intelligenti», capaci di gestire in maniera dinamica e in tempo reale flussi di energia nei due sensi, dalla generazione
alla rete e viceversa. Per realizzare le smart grid sono necessari:
– gruppi di misura ed attuatori diffusi sulla rete e abbinati a tutti gli impianti di produzione e consumo di energia (smart metering);
– un’intelligenza (concentrata) che raccolga le informazioni disponibili, al fine di dedurne azioni da attuare sui nodi distribuiti della rete al tempo reale; (logica bottom-up)
– dispositivi capaci di disaccoppiare la produzione di energia elettrica dal consumo (attraverso sistemi di accumulo);
– maggiore capacità delle reti di integrare fonti di generazione diffuse e intermittenti.
La fonte solare è «democratica» perché disponibile in maniera equamente diffusa sul territorio; per tale ragione è la fonte di generazione elettrica distribuita maggiormente utilizzabile ed in seguito all’introduzione di incentivi dedicati (Conto Energia), gli impianti fotovoltaici hanno avuto una forte crescita negli ultimi ed il numero di ore di producibilità degli impianti è mediamente pari a 1.200 ore all’anno, equivalenti a circa 7 ore al giorno non a piena potenza, concentrate nelle ore centrali della giornata.
Le tecnologie attualmente disponibili (commerciali) per accumulare energia elettrica sono i bacini idroelettrici e le batterie, attualmente i sistemi di accumulo nello stazionario vengono utilizzati raramente, presso presidi che devono garantire la continuità di servizio elettrico anche in situazioni di emergenza.
Analizziamo quattro possibili scenari futuri di applicazione dell’accumulo presso utenze o sistemi di rete:
• Accumulo installato presso un’abitazione che produce in proprio parte dell’energia elettrica che consuma (per esempio grazie ad un impianto fotovoltaico);
• Accumulo presso un’industria o un piccolo opificio che ha al suo interno una produzione di energia elettrica (anche in questo caso fotovoltaico o cogenerazione da fonti rinnovabili);
• Accumulo presso un impianto di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili non programmabili (fonti stocastiche come quella solare o eolica) senza un carico locale da soddisfare;
• Accumulo presso un cabina elettrica secondaria (BT/MT o MT/AT).
Occorre tenere conto anche dei costi dell’accumulo, le varie tecnologie disponibili si basano su:
» Piombo: costo < ai 400 €/kWh;
» Litio-ioni: costo all’incirca di 700 €/kWh;
• Una batteria al piombo può realizzare circa 600 cicli completi di carica-scarica - max 3 anni di vita;
• Una batteria al litio-ioni può realizzare circa 3000 cicli completi di carica-scarica - fino a 8 anni di vita;
Generalmente si ha per un'abitazione un ciclo completo al giorno, quindi la criticità è costituita dalla garanzia sulla durata delle batterie.
Dato l’aumento della generazione diffusa e i problemi tecnici ed economici collegati alla gestione dell’immissione di energia elettrica intermittente, l’AEEG ha emanato diverse delibere volte a inasprire gli oneri legati al dispacciamento di energia da fonti rinnovabili non programmabili e consentire ai gestori di rete di richiedere distacchi da remoto agli impianti.
Inoltre il costo dell’energia continua ad aumentare (+ 100% da 2002 a 2012), ma ancor più rapidamente aumentano i costi indiretti della bolletta energetica (componenti tariffate, accise, IVA).
Considerando che il costo degli impianti di piccola generazione continua a scendere si raggiungerà una situazione di grid parity nel giro di qualche anno.

fonte: Ing. Carlo Corallo - WhiteQube S.r.l., “Batterie e sistemi di accumulo: stato dell’arte e prospettive future”, Aosta, 23 luglio 2012