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Verso un futuro alimentato dal solare: rendere gli impianti fotovoltaici più adattabili alla rete

Nell’ambito della lotta contro i cambiamenti climatici, alcuni ricercatori dell’UE stanno studiando un modo per immettere una maggiore quantità di energia solare nella nostra rete elettrica.

Cambiamento climatico e Ambiente
Energia

Poiché sono poco appariscenti, puliti, silenziosi e dal prezzo concorrenziale, gli impianti fotovoltaici svolgono un ruolo fondamentale nel raggiungimento della sostenibilità in Europa. Inoltre, sono stati identificati come un elemento essenziale per raggiungere gli obiettivi sostenibili identificati dalla Strategia Europa 2020, che promuove una più elevata integrazione del fotovoltaico.

La sfida del «troppo» solare

Incrementare l’impiego del fotovoltaico non è, tuttavia, un’impresa facile. Sebbene sia dimostrato che la tecnologia fotovoltaica ha un buon potenziale per raggiungere elevati livelli di integrazione sia nell’ambiente rurale che in quello urbano, essa si trova a scontrarsi con dei limiti. Per citarne uno, la rete elettrica non è in grado di gestire «troppa» energia solare, dal momento che la generazione di questo tipo di energia non è programmabile: infatti non può essere attivata o disattivata per rispondere a fluttuazioni del fabbisogno di elettricità. In aggiunta, non è possibile avere un controllo sulla presenza o assenza del sole. Per di più, gli impianti solari non sono propriamente adattabili alla rete: infatti, non sono in grado di fornire adeguato sostegno alla rete elettrica quando insorgono problemi come i disturbi elettrici. Avendo compreso tali limitazioni, il progetto PVCI si è posto l’obiettivo di trovare alcune soluzioni, grazie al sostegno del programma Marie Skłodowska-Curie. Il progetto ha esaminato come gli impianti fotovoltaici potrebbero essere convertiti in centrali elettriche più adattabili alla rete, in modo da aumentare il contributo apportato dal solare al mix energetico. «Uno dei compiti più rilevanti del progetto è stato lo sviluppo di algoritmi di controllo per gli impianti solari che permettessero di fornire alla rete alcuni “servizi ancillari”, quali il supporto alla rete elettrica durante i disturbi», riferisce Efstratios Batzelis, borsista Marie Skłodowska-Curie. Inoltre, il progetto ha studiato la stabilità della rete elettrica in condizioni di elevata penetrazione dei raggi solari, così da valutare quanta energia solare potesse essere impiegata. «Ambivamo a fornire informazioni dettagliate su come l’UE può raggiungere i suoi obiettivi in materia di energia solare e su come può rimanere in una posizione di leadership nell’industria del solare».

Sviluppi chiave

«Fin dalle prime fasi abbiamo compreso che un impianto solare può diventare adattabile alla rete solo se è in grado di aumentare la fornitura di energia su richiesta, come succede per le centrali termiche tradizionali. Tuttavia, dal momento che non possiamo bruciare “più sole”, come si fa con i combustibili, siamo di fronte a due opzioni: la prima prevede l’installazione di costose batterie, la seconda il funzionamento dell’impianto solare al di sotto delle sue capacità», spiega Batzelis. Dopo aver compreso questo punto, il progetto è passato a introdurre un nuovo metodo di controllo, che permette a un impianto fotovoltaico di trattenere una riserva di potenza, ovvero energia elettrica di riserva che può rilasciare energia a sostegno della rete elettrica in momenti di difficoltà. Inoltre, il progetto ha sviluppato un quadro di modellizzazione che permette di studiare le prestazioni dell’impianto fotovoltaico in condizioni transitorie o distorte della rete elettrica e che può essere impiegato per studiare il modo in cui l’aumento dell’energia solare immessa influenza la stabilità dell’impianto energetico.

Impegni futuri

Al termine del progetto PVCI, Batzelis ha ricevuto un’altra prestigiosa borsa di ricerca quinquennale da parte della Royal Academy of Engineering dell’Imperial College di Londra, che gli permetterà di espandere la sua ricerca sull’integrazione del solare nei paesi in via di sviluppo. «Dopo aver approfondito le barriere tecniche all’impiego del solare nell’UE, ora ho deciso di rivolgere la mia attenzione ai paesi in via di sviluppo che attualmente hanno serie difficoltà nel conseguire i propri obiettivi in materia di energia solare e gli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite», conclude Batzelis.

Parole chiave

PVCI, fotovoltaico, controllo, integrare, adattabile alla rete, rete elettrica, solare

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