Discussione: FER: Problemi di sistema elettrico

http://www.aspoitalia.it/images/stories/co...eretefer(3).pdf

Il nostro sistema elettrico può reggere 15-20% di FER rispetto alla potenza complessiva rotante italiana.
Secondo me lo Stato dovrebbe cominciare a finanziare impianti di accumulo dell'energia (ad esempio con ripompaggio).

CITAZIONE

Caro Giorgio
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Non è che la regalazione la fa una da sola! Visto che non sono tutte a tavoletta, basta che tutte aumentino un pochino.

Veramente tu prima parlavi di standby con consumi all'1% del nominale.
Diciamocelo francamente, le grosse termoelettriche di base (come il nuke comprato all'estero) sono le ultime ad essere modulate su base oraria.
Prima si modula con l'idro (da pompaggio o da bacino) poi con le turbogas, a seguire le termiche di piccola taglia infine, se proprio indispensabile con le termoelettriche di taglia standard.
In ogni caso i costi per tenere aperta una centrale ci sono tutti.

QUOTE
Facendo un discorso statistico, se non c'è vento qui, c'è vento li. Quindi il problema è mitigato molto.

E' la statistica del pollo. Suppongo tu abiti in Sardegna. Da te puoi fare delle statistiche, il vento un pò c'è e un pò non c'è, a fine mese puoi contare su 100-300 ore di produzione. Da me o non c'è o, le pochissime volte che c'è, sradica le piante, con direzioni assolutamente caotiche.
Nelle mie condizioni non è ragionevole parlare di medie.
Seriamente pensi che gli amici sardi sarebbero disponibili ad imbrattare le loro magnifiche coste per mandare corrente in Piemonte?
Per adesso non si riesce ad installare neanche quello che è stato progettato.
In ogni caso verrebbe meno un punto di forza delle FER, cioè la produzione e l'uso localizzato dell'energia.

Ciao
Tersite

Quanto sopra non vuole essere una stroncatura dell'eolico o altre energie alternative, ma solo una presa di coscienza delle problematiche, che molto spesso non sono trattate.

Come è scritto nel file che ho linkato prima, il sistema elettrico può reggere 10-15% di FER, che diventa 15-20% perchè è improbabile che capitino nuvole su tutti i pannelli ftv e niente vento ovunque nello stesso istante.
Il sole è il motore dei venti, sole cen'è tutti i giorni, quindi da qualche parte vento cen'è, l'armosfera è sempre in movimento. Certo capitano giornate più o meno ventose di altre.

Senza entrare nel merito di ome si esegue la regolazione, quello che voglio dire è che mi sembra logico che quando vanno i generatori eolici, le termiche consumano meno, o sbaglio?

Consideriamo che il limite attuale dell'accumulo energetico sotto forma di batterie permette di fornire al massimo qualche MW per pochi giorni, troppo pochi per impieghi normali a prezzi ragionevoli.

La forma di accumulo piu' conveniente e' quella idrica ad altitudini maggiori, sempreche' ci sia disponiblita' di invasi. Tra l'altro le riserve di acqua servirebbero anche a migliorare il microclima e costituirebbero una riserva preziosa in caso di siccita'.

Per il pompaggio e' pensabile nei prossimi anni lo sviluppo di motori/generatori elettrici superconduttivi, con rendimento ai massimi livelli, ben oltre i livelli attuali.

Ciao
Mario

Caro Giorgio

QUOTE

Come è scritto nel file che ho linkato prima, il sistema elettrico può reggere 10-15% di FER, che diventa 15-20%

Ti concedo anche un 25%, però mi spieghi come lo fai il rimenente 75%

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Senza entrare nel merito di ome si esegue la regolazione, quello che voglio dire è che mi sembra logico che quando vanno i generatori eolici, le termiche consumano meno, o sbaglio?

Senza entrare nel merito ti concedo che un certo risparmio di carburante c'è.
Come ci sono anche problemi di taratura di sistema, come dimostra il recente balck out tedesco dovuto, sembra, a improvviso surplus eolico.

X mariomaggi

QUOTE

La forma di accumulo piu' conveniente e' quella idrica ad altitudini maggiori, sempreche' ci sia disponiblita' di invasi. Tra l'altro le riserve di acqua servirebbero anche a migliorare il microclima e costituirebbero una riserva preziosa in caso di siccita'.

E' la disponibilità di invasi che scarseggia.
Inoltre le acque confinate negli invasi sarebbero sottratte all'agricoltura.
Se liberiamo l'acqua in caso di siccità con che cosa facciamo l'accumulo?

Concordo che si possa fare di meglio con quello che passa il convento, ma siamo ben distanti dal risolvere il problema.

Ciao
Tersite

CITAZIONE (tersite3 @ 17/4/2007, 14:15)

Caro Giorgio

CITAZIONE

Come è scritto nel file che ho linkato prima, il sistema elettrico può reggere 10-15% di FER, che diventa 15-20%

Ti concedo anche un 25%, però mi spieghi come lo fai il rimenente 75%

Il "rimanente", sia esso il 75% o il 90%, verrà ovviamente prodotto con le tecnologie centralizzate fossili o nucleari (fissione e fusione).
Questa affermazione però non giustifica alcuna preclusione verso le FER. Anche il nucleare da fissione non potrà mai andare oltre una percentuale ridotta della produzione italiana (sempre che si decidesse di farlo). Le 10 centrali che altri propongono coprirebbero comunque una parte minima della domanda e non sarebbe facile trovare già dieci locazioni adeguate. Che sia il 10% o il 25% il contributo da FER ha l'enorme vantaggio di non richiedere carburante, non provoca pericolose dipendenze dall'estero, non produce CO2, non produce inquinamento chimico e solo limitato inquinamento paesaggistico (in particolare il FV)... mi pare ovvio che la tendenza per il lungo termine sia di un passaggio graduale a queste fonti, limitando la produzione centralizzata all'unica in grado di competere effettivamente con le FER, e cioè la fusione (calda o fredda, alla fine mi sa cambia poco).

Sia il problema della produzione alternante delle FER sia quello dell'accettazione da parte della rete sono problemi perfettamente risolvibili utilizzando le tecnologie adeguate ed, ovviamente, accettandone il relativo costo. I bacini idroelettrici di pompaggio li vedo abbastanza difficoltosi da incrementare, inoltre sottintendono comunque una distribuzione a grande distanza (a meno che non si pensi di costruire un bacino idroelettrico per provincia...) e fanno venire meno uno dei principali vantaggi della produzione diffusa, ma sia i sistemi a batteria sia sopratutto i sistemi a idrogeno offrono enormi prospettive di sviluppo. E l'idrogeno può intervenire anche nel campo del fabbisogno energetico di carburanti.
Il nucleare può si essere utilizzato anch'esso per la produzione di carburante con il surplus non richieto, ma per farlo necessita sempre della produzione di idrogeno... quindi tanto vale utilizzarlo anche per le FER no?

CITAZIONE

Ti concedo anche un 25%, però mi spieghi come lo fai il rimenente 75%

Per ora con i metodi tradizionali. Poi con i ripompaggi e i sistemi di accumulo che ci consiglierà Mario.

CITAZIONE

E' la disponibilità di invasi che scarseggia.
Inoltre le acque confinate negli invasi sarebbero sottratte all'agricoltura.

I bacini non ci sono adesso, ma basta fare le dighe (eheh mio padre fa queste cose! ).
In sardegna le campagne si stanno spopolando, chi è che vuole fare il pastore? è un lavoro duro, anzi massacrante, e il latte glielo pagano una miseria, in più è visto come un lavoro povero. Non c'è un problema di terre. In ogni caso, meglio perdere un pò di spazio che vedere inaridire tutto per via del cambiamento climatico.

I bacini artificiali creano molti problemi e credo sarebbero pochissimo ben visti dalle popolazioni locali. Inoltre la potenzialità di accumulo e produzione è direttamente legata alla disponibilità di un forte flusso di acqua corrente, non basta lo spazio desertico (che comunque in Italia non è così diffuso). Inoltre in caso di siccità l'acqua andrà distribuita e questo ne diminuisce di molto le potenzialità proprio quando il fabbisogno potrebbe essere maggiore (già successo in passato).

La vedo molto facilmente attaccabile come ipotesi di accumulo per chi vuol affossare le FER.

Il pdf segnalato da Giorgio parla anche di accumulo parziale. Questo sarebbe più facile (?) da ottenere usando batterie piuttosto che un accumulo "perfetto", sempre avvalendosi di batterie.
Quello che voglio dire è che mi pare meno oneroso dimensionare un impianto d'accumulo parziale che eroghi energia costantemente per 8h÷10h piuttosto che un sistema per 24h. Che voi sappiate, si può fare ciò con costi non esorbitanti?
Ciao

CITAZIONE (Wechselstrom @ 18/4/2007, 11:56)

Quello che voglio dire è che mi pare meno oneroso dimensionare un impianto d'accumulo parziale che eroghi energia costantemente per 8h÷10h piuttosto che un sistema per 24h. Che voi sappiate, si può fare ciò con costi non esorbitanti?

Forse non ho afferrato bene cosa intendi.
Credo che un sistema di accumulo non possa supplire al 100% della domanda 24h/24 in nessun caso.
Le FER hanno una produzione alternante, che diventa regolare su un tempo congruo. Più il FV comunque che l'eolico (visto che una bonaccia di giorni ci può pure stare). Ovviamente il sistema di accumulo dovrà essere tarato su questa possibile latenza e difficilmente (se non in un futuro ben lontano) potrà portare alla totale eliminazione della produzione centralizzata.

Però il problema secondo me ce lo facciamo maggiore di quanto in realtà sia. Tutto sta a rendere economicamente interessante investire in fonti rinnovabili, a quel punto le aziende investiranno e il problema dell'alternante verrà risolto da chi lo dovrà risolvere.
Del resto questa evoluzione è già in atto nei fatti. Ci sono migliaia di MW di eolico come installazione proposta. Se venissero accettati tutti saturerebbero velocemente quel 15% - 20% di FER di cui si parla. Eppure le aziende che propongono le installazioni non si fanno il minimo problema per l'alternanza e l'accumulo.
Perchè? Ma ovviamente perchè il loro interesse si limita a sapere che se investono x euro in un impianto che produce y MWh/anno la legge attuale impone al gestore di versare loro una certa tariffa. Punto. Dal loro punto di vista i problemi della rete sono problemi del gestore.
Gestore che prima o poi (meglio prima!) dovrà cominciare a pensare a forme di accumulo se l'incentivazione alle FER continua (e non vedo molte alternative).
Quindi la discussione sulle tecniche di accumulo è molto più concreta delle ipotesi accademiche. Si parla di domani, non di dopodomani!

CITAZIONE (BrightingEyes @ , )

Credo che un sistema di accumulo non possa supplire al 100% della domanda 24h/24 in nessun caso.

Su questo concordo, poiché la produzione elettrica da FER è aleatoria allora non avremo mai la certezza che un sistema d'accumulo possa supplire il 100% delle volte alla domanda.
Per semplificare il ragionamento mettiamoci in un intervallo di tempo durante il quale la potenza richiesta sia costante.
Secondo me, ai fini del dimensionamento dell'impianto d'accumulo energetico, sono fondamentali due fattori:
1) "probabilità di fuori servizio" (espressione mutuata dai Sistemi di Telecomunicazioni);
2) regime di erogazione della potenza.
Il primo è dovuto allo studio statistico della disponibilità della fonte energetica. Siccome essa è aleatoria allora è impossibile costruire un impianto che in un determinato intervallo di tempo (ogni anno, ogni giorno, ogni ora...) produca sicuramente una prefissata quantità di energia. Vale a dire che è impossibile dimensionare un impianto d'accumulo con probabilità di fuori servizio = 0. Però si può dimensionare un sistema con una probabilità di fuori servizio ad esempio pari a 0,1% o 1% o 10%... Intuitivamente più è bassa tale probabilità, tanto più il sistema dev'essere robusto e quindi deve essere in grado d'immagazzinare grandi quantità di energia al fine di fronteggiare, per esempio, anche un rarissimo imprevisto.
Il secondo è legato al "come" viene immessa la potenza sulla rete durante il periodo di funzionamento. Quali sono le due modalità d'immissione in rete "estreme"? Una è la più indesiderabile: potenza elettrica fornita che segue istantaneamente quella disponibile dalla fonte. L'altra è quella ottima: mantenimento costante della potenza indipendentemente dalla disponibilità della fonte d'approvvigionamento. In questo punto possiamo anche includere il comportamento all'ingresso e all'uscita dal fuori servizio: variazioni della potenza istantanea prodotta da FER lente sono chiaramente meglio compensabili dal sistema di controllo della rete elettrica nazionale piuttosto che variazioni "a gradino", cioè repentine.

I due fattori che ho scritto sopra, secondo me, li possiamo combinare ottenendo nuovamente due casi limite di funzionamento di un impianto FER:
1) • non mi curo della probabilità con la quale la fonte d'approvvigionamento è disponibile; ciò significa che la probabilità di fuori servizio dipende istantanemente dalla probabilità della disponibilità della fonte. • la potenza viene erogata proporzionalmente a quella resa disponibile dalla fonte.
2) • fisso una probabilità di fuori servizio dell'impianto restrittiva, ad es. indipendentemente dal fatto che ci sia o meno vento voglio che al max per il 10% della giornata il mio impianto eolico non funzioni. • la potenza erogata durante tutto il tempo di funzionamento deve essere costante o al più può oscillare debolmente attorno al valore medio.
La 1) non richiede alcun sistema d'accumulo; la 2) richiede un sistema d'accumulo imponente. Tra le due possibilità ci sono un'infinità di sfumature. Come faccio a scegliere qual è la sfumatura più bella? Dovrò studiare un compromesso tra: costo dell'impianto d'accumulo che sia "piccolo" rispetto al costo del generatore da FER e prestazioni dell'impianto d'accumulo sufficienti a garantire una maggiore accessibilità delle FER alla rete elettrica nazionale (rispetto all'attuale 15%).
Ciao

CITAZIONE (Wechselstrom @ 18/4/2007, 15:50)

La 1) non richiede alcun sistema d'accumulo; la 2) richiede un sistema d'accumulo imponente. Tra le due possibilità ci sono un'infinità di sfumature. Come faccio a scegliere qual è la sfumatura più bella? Dovrò studiare un compromesso tra: costo dell'impianto d'accumulo che sia "piccolo" rispetto al costo del generatore da FER e prestazioni dell'impianto d'accumulo sufficienti a garantire una maggiore accessibilità delle FER alla rete elettrica nazionale (rispetto all'attuale 15%).
Ciao

Ok, ora ho il quadro più chiaro (spero ).
A mio parere occorre un sistema di accumulo a livello molto decentralizzato, quindi vari "centri" zonali in grado di garantire una produzione di potenza continua di alta qualità come richiesto dalla rete. La quantità di potenza percentuale è relativamente poco importante, tanto la produzione centralizzata non alternante rimarrà per lungo tempo predominante. Il centro di accumulo provvede a raccogliere la produzione, comunque effettuata, di un intero distretto garantendo un'interfaccia di qualità elevata verso la rete principale (produzione continua, a medio-alto voltaggio, con adeguamento rapidissimo alla domanda visto che 100 generatori di 20 MW vanno a regime in una frazione di tempo di un solo generatore da 2 GW).
Il centro di accumulo può essere chimico (batterie) o come si vuole e come l'economia consente. Se però si utilizzano bacini o batterie la capacità di accumulo sarà "finita" (riempite batterie o invasi cessa la capacità di accumulo e cessa l'utilità di produrre energia). Nel caso della produzione elettrolitica di idrogeno questa può teoricamente continuare finchè c'è produzione, dato che il vettore in questo caso ha anche altri utilizzi possibili. Il che dal punto di vista economico ha un suo peso.

Ecco un esempio di cosa intendevo : (http://www2.ansa.it/ecoenergia/notizie/rub...4234218625.html).
E se ci pensano i francesi che col nucleare dovrebbero stare ben più tranquilli che noi!

Wechselstrom,

CITAZIONE

Che voi sappiate, si può fare ciò con costi non esorbitanti?

no, al momento, ma ci stanno lavorando in tanti.

Per grandi quantita' di energia, secondo me le strade piu' promettenti sono:
1) Accumulo idrico a quote piu' elevate laddove possibile. Uso di motori elettrici superconduttivi ad alta efficienza per pompare l'acqua.

2) Accumulo chimico vanadio-redox, che pero' sono a rischio inquinamento

3) Accumulo termico - valido per disponibilita' di energia termica - e utilizzo con olio diatermico a meno di 300°C, ciclo Rankine e generatori elettrici ad alto rendimento, piu' fornitura di acqua calda.

4) Accumulo energia elettrica su nucleo superconduttivo. Mancano ancora un po' di anni per avere sistemi da 100 MJ ciascuno.

5) Accumulo meccanico su supervolani. Valido per ora per energie di 1 .... 10 MJ, parallelabili ma a costi ancora troppo alti.

Ciao
Mario

P.S.: se cerchi accumulo+energetico su Google, mi trovi coinvolto 3 volte nella prima pagina di risultati.

Grazie Mario per la risposta.
Invece, secondo te, l'accumulo mediante produzione d'idrogeno non è conveniente?
Ciao

Grazie Wechselstrom per avermelo fatto notare.

CITAZIONE

l'accumulo mediante produzione d'idrogeno non è conveniente?

Certamente e' una strada conveniente, da seguire. anche questa soggetta ai limiti dei serbatoi.

P.S.: di solito scrivo sul forum mentre faccio altro ... qualcosa sfugge!

Ciao
Mario

Perchè dobbiamo sempre seguire il picco del carico?
Perchè non seguire il picco di produzione? (con un carico variabile all'occorrenza)

Ovvero, se ci fosse molto eolico installato, ci sarebbe una potenza disponibile sempre, al di sotto della quale non si scende mai (mi rifiuto di chiedere all'italia intera senza vento).
Potrebbe capitare qualche momento di picco di vento (=picco di produzione) e quindi quell'energia:
- rinuncio a prenderla cambiando il passo delle pale
- la prendo e aggiungo il carico giusto alla rete.

Per esempio, nel momento il cui c'è picco di eolico, avvio un carico che produce idrogeno che poi uso per i veicoli.

Più eolico c'è, e più la rete è interconnessa, meglio è. Intendo anche interconnessa con le altre nazioni.

Cioè, invece di fare regolazione sulla produzione, faccio regolazione sul carico quando è insufficiente rispetto alla produzione.

Si, Giorgio

CITAZIONE

Perchè non seguire il picco di produzione? (con un carico variabile all'occorrenza)

e' una strada percorribile, a patto che ci sia un sistema informativo che dica al carico quando puo' partire.

Ipotesi:
- tariffa normale con consumi quando si vuole
- tariffa ridotta per utenze comandate via web dal controllore del distributore. Preparo la lavatrice con i panni sporchi .... e aspetto che da qualche parte ci sia il vento. Se per 3 giorni non c'e' vento, si passa alla tariffa normale (se non si e' formata la muffa )

E' solo un esempio per far capire il concetto.
Alcuni fra i cosiddetti "carichi interrompibili" potrebbero essere adatti ad un funzionamento "spot" quando c'e' energia. Ma - tutto sommato - credo che la percentuale di carichi che possano aspettare anche giorni e' decisamente bassa.

Ciao
Mario