Il successo dell’integrazione dei DER dipende dalla flessibilità della tecnologia connessa 

L’utilizzo di energia rinnovabile sta aumentando vertiginosamente. Per gestire questo aumento, le utility devono prepararsi a integrare ulteriori risorse energetiche distribuite (DER) nelle loro reti.

L’uso delle risorse energetiche distribuite (DER) è considerato ormai normale. Si prevede infatti un aumento del 400% a livello mondiale dell’uso di energia rinnovabile entro il 2040, comprese le DER come l’eolica e la solare. Per gestire questo aumento, le aziende del settore energia ed elettricità devono prepararsi a integrare meglio le DER nelle loro reti. Per questo è necessario modernizzare la rete, ottimizzarne la pianificazione, massimizzare l’uso di strumenti intelligenti e connessi, e creare un piano generale di aumento e miglioramento dell’utilizzo. 

Che cosa si intende per DER

La nostra definizione di risorse energetiche distribuite comprende una serie di risorse lato offerta e domanda collegate alla rete di distribuzione e comprende: 

• Generatori distribuiti (rinnovabili o di back-up, cogenerazione), in genere fino a 10 MW. 
• Carichi controllabili (o flessibili), utilizzati per la risposta alla domanda. 
• Accumulo di energia distribuito (elettrico e termico) 
• Veicoli elettrici, che sono sia carichi che unità di accumulo, fanno parte della famiglia delle DER. 

La flessibilità – la misura in cui un sistema elettrico può modificare la produzione o il consumo di elettricità in risposta alla variabilità – svolgerà un ruolo sempre più importante nella gestione dell’afflusso di DER. 

Sfruttando la flessibilità della domanda, le aziende del settore energetico offrono valore su entrambi i lati del contatore. Inoltre consentono un monitoraggio migliore e la distribuzione di una grande quantità di DER.

Una maggiore flessibilità facilita l’integrazione delle fonti rinnovabili. Permette non solo di ottimizzare l’uso degli asset di rete ma anche di mantenere equilibrio tra offerta e carichi e gestire l’eventuale congestione posticipando le spese necessarie per rinforzare la rete. 

La flessibilità delle DER viene massimizzata utilizzando strumenti che offrono un maggiore controllo sulla rete e che individuano potenziali problemi in base al calcolo del carico. La flessibilità dipende da un sistema di distribuzione elettrica automatizzato e digitalizzato che riduce i tempi di inattività della rete, migliora la gestione operativa, minimizza i costi e consente una distribuzione più efficiente dell’elettricità.  

La diffusione delle DER è in rapida crescita 

Più di 120 Paesi hanno fissato l’obiettivo di aumentare l’utilizzo di energia rinnovabile. 

Sebbene le energie rinnovabili possano essere centralizzate o distribuite, diversi Paesi si stanno già avvicinando al 100% di energia rinnovabile, utilizzando principalmente energia idroelettrica, eolica, geotermica e solare. Inoltre, i comuni e le aziende stanno aumentando gli investimenti in DER per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità. 

Le utility che saranno preparate meglio avranno i maggiori vantaggi 

Le aziende dell’energia che si concentrano su una maggiore integrazione delle DER e su un migliore controllo e ottimizzazione del loro utilizzo saranno quelle che avranno i vantaggi maggiori. 

Vantaggi finanziari 

Le aziende possono ora introdurre parametri finanziari nei loro modelli di simulazione per sfruttare al meglio la rete esistente. Inoltre, ottimizzando la pianificazione della rete, le utility possono integrare le DER al costo più basso, individuando le aree della rete soggette a vincoli. L’integrazione delle DER che sfrutta le risorse come l’accumulo e la flessibilità della domanda, è un’alternativa economicamente vantaggiosa all’espansione della rete, perché consente alle utility di identificare gli scenari più convenienti e di rinviare gli investimenti di capitale.

Vantaggi ambientali 

L’energia eolica e solare, non rilasciano emissioni nocive e riducono la necessità di generare elettricità da impianti a combustibili fossili. La tecnologia che gestisce le DER migliora anche l’efficienza energetica dell’intera rete di distribuzione. L’aumento dell’uso delle DER non solo migliora la sostenibilità ma aiuta anche le utility e i clienti a raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio. Molte aziende hanno fissato obiettivi ambientali, sociali e di governance (ESG) per migliorare la sostenibilità, ad esempio aumentando la quota di energia rinnovabile utilizzata. Ad esempio, nel 2020 le imprese hanno acquistato una quantità record di energia pulita. 

Soddisfazione degli utenti finali 

I clienti, sia residenziali che aziendali, desiderano un maggiore controllo sul proprio consumo e sulla produzione di energia. Ad esempio, vogliono poter produrre la propria energia e gestire il proprio utilizzo energetico. 

Most wanted: gestione automatizzata delle grid  

Garantire la stabilità della rete quando si utilizzano fonti rinnovabili di natura variabile, come la solare e l’eolica, è sempre stata una delle maggiori preoccupazioni delle utility in materia di DER. 

Oggi, però, la variabilità dell’energia può essere bilanciata grazie alla distribuzione flessibile e alle operazioni di rete automatizzate. Questo ha eliminato la complessità del bilanciamento della domanda e dell’offerta di energia e consente alle utility di controllare e mantenere in modo ottimale l’equilibrio tra produzione e consumo, anche quando i DER sono variabili e provengono da più fonti. 

Lo sfruttamento della flessibilità della domanda ne migliora la gestione e permette di sfruttare tutte le opportunità. Richiede la cooperazione tra le diverse parti interessate, ad esempio le aziende elettriche e i consumatori. Le aziende hanno bisogno che i clienti modifichino il loro comportamento di consumo energetico per bilanciare meglio la rete. Un modo in cui i clienti possono farlo, contribuendo a ridurre i picchi di carico, è ricaricare i loro veicoli elettrici nelle ore del giorno in cui la domanda è più bassa.  

La tecnologia connessa e gli “advanced analytics” garantiscono flessibilità 

Il successo dell’integrazione delle DER nelle reti di distribuzione è possibile solo utilizzando strumenti che massimizzano l’uso delle risorse di generazione distribuita. Questi sono in grado di monitorare, controllare e prevedere l’utilizzo delle diverse DER distribuiti sulla rete, in modo che le utility possano gestirle garantendo al contempo un’alimentazione affidabile e di alta qualità. 

Soluzioni software per una migliore gestione e utilizzo dei DER 

Gli strumenti di gestione delle DER, come le soluzioni ADMS-DERMS, migliorano la gestione della rete. I sistemi avanzati di gestione della distribuzione (ADMS), ad esempio, sono piattaforme complete che permettono di gestire le DER in maniera migliore. 

I sistemi di gestione delle risorse energetiche distribuite, che possono essere una funzionalità degli ADMS o stand – alone, sono utilizzati per il monitoraggio, il controllo e i comandi. Le utility possono utilizzare questo software con una soluzione di gestione degli asset aziendali per pianificare, progettare e gestire in modo efficiente la propria infrastruttura. La tecnologia di gestione degli asset aziendali consente alle utility di creare, gestire e diffondere dati geografici per gestire meglio i propri asset. 

I punti focali della capacità di hosting di ADM migliorano l’integrazione dei DER e la pianificazione della rete perché consentono l’interconnessione di tutti i DER di proprietà dell’azienda e del cliente. Ciò consente una rapida convalida per la pianificazione di nuove connessioni DER. Lo strumento delle mappe di calore qualifica anche l’impatto dei DER in tutti i punti della rete e verifica la fattibilità tecnica delle connessioni dei DER, oltre ad analizzare scenari alternativi di pianificazione della rete quando le connessioni non sono possibili. 

Tecnologia per il controllo all’edge 

In fase di progettazione: i sistemi di controllo digitali basati sulla norma IEC 61850 offrono nuove capacità di ingegneria di sistema. La tecnologia consente alle utility di definire un modello che può essere fornito agli appaltatori elettrici, accelerando così la connessione delle DER alla rete. 

Nella fase operativa: i sistemi di controllo digitali possono aumentare l’affidabilità dell’energia e migliorare le routine di manutenzione dei processi elettrici utilizzando i protocolli di comunicazione supportati che portano la connettività alle applicazioni basate su cloud, come il software di gestione delle prestazioni degli asset. La tecnologia standardizza i modelli informativi e lo scambio di dati OT (lo stato di tutti gli asset elettrici). 

I prodotti connessi aumentano l’efficienza e garantiscono la stabilità

Le utility hanno bisogno di visibilità della rete in tempo reale per gestire le DER e aumentare la produttività. Questa visibilità deriva dall’utilizzo di apparecchiature intelligenti e connesse, come relè di protezione, sensori, unità terminali remote (RTU) e unità principali ad anello intelligenti (RMU) che vengono utilizzate insieme per raccogliere dati da punti critici dell’infrastruttura delle utility. Le informazioni raccolte vengono utilizzate per garantire la stabilità e bilanciare la produzione delle DER rispetto ai carichi di base forniti dalla trasmissione, utilizzando prodotti connessi e tecnologie di rete che supportano un flusso bidirezionale di dati ed elettricità.  Inoltre, migliorano la disponibilità e la qualità dell’energia, contribuendo a gestire i costi e ad aumentare l’efficienza. 

I vantaggi sono notevoli. La SICAE Somme & Cambraisis, un’azienda elettrica regionale nel nord-est della Francia, ha implementato un sistema avanzato di gestione della distribuzione (ADMS) che integra in un’unica soluzione gli strumenti di cui gli operatori di rete hanno più bisogno, come i sistemi di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA), i sistemi di gestione delle interruzioni (OMS) e la geolocalizzazione. 

Il sistema ADMS aiuta la SICAE a raggiungere l’obiettivo di ottimizzare la gestione della rete elettrica e la fornitura di energia, migliorando in particolare l’uso delle risorse energetiche naturali, come l’abbondante fornitura di energia eolica della regione, che può essere dirompente per le operazioni di rete. 

Secondo la SICAE, questa nuova soluzione ADMS “Ci aiuterà a gestire le nostre future esigenze di gestione della rete in termini di stazioni di ricarica dei veicoli elettrici, oltre a integrare l’energia rinnovabile dei parchi eolici e a determinare il comportamento nei punti di consumo sensibili”. 

Le risorse energetiche distribuite sono il futuro dell’energia ma avranno successo solo se le reti di distribuzione troveranno il modo migliore per gestirle e controllarle. Per approfondire il tema del miglioramento dell’integrazione delle DER, leggi il caso d’uso “Massimizzare la diffusione delle DER – riducendo al minimo le interruzioni di corrente”. 

Questo post è stato originariamente pubblicato sul post global di Schneider Electric.

Tag: DER, Energie rinnovabili, Sostenibilità