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paura dell’eclissi/2. terna: una grande occasione per studiare come rispondono rinnovabili e reti.

stamattina scrivevo dell’eclissi di dopodomani.

venerdì mattina la luna oscurerà il sole.
in italia l’oscuramento sarà breve e parziale, la copertura completa del sole sarà in scozia e isole artiche.

per questo motivo terna ha deciso di spegnere tutte le centrali fotovoltaiche e (udite udite) alcune centrali eoliche.
eoliche, cioè alimentate dal vento.

le centrali termoelettriche pomperanno a piena potenza e con ogni probabilità il prezzo del chilowattora alla borsa elettrica per quelle poche ore salirà, seguendo il consumo di combustibile e il rapporto fra domanda e offerta.

nell’antichità, le eclissi suscitavano timori ancestrali, paure irrazionali, superstizioni profonde.

(clicca qui per leggere tutto l’articolo)

ecco la lunga spiegazione di terna.

sulla base delle più accurate previsioni meteo al momento disponibili, i tecnici di terna hanno ottimizzato le misure che saranno adottate nel corso della giornata di venerdì prossimo, 20 marzo, per gestire l’impatto della prevista eclissi di sole sul sistema elettrico europeo.
in particolare, in coordinamento con i gestori di rete europei dell’associazione entso_e di cui terna fa parte, si farà ricorso alla massimizzazione di tutte le risorse di riserva, al controllo dello scambio di energia elettrica con l’estero, alla gestione in tempo reale dei pompaggi, alla gestione in tempo reale dei carichi interrompibili, nonché alla modulazione degli impianti eolici (se necessario).

inoltre, per garantire le condizioni di ulteriore sicurezza e stabilità della rete elettrica, verrà attuata per la prima volta in italia l’innovativa procedura rigedi-gdpro.
prevista dal codice di rete dopo essere stata consultata da tutti gli operatori e approvata dall’autorità per l’energia elettrica, il gas e i servizi idrici, la procedura in questione consente di gestire in modo “programmato” il profilo di produzione di energia elettrica degli impianti fotovoltaici, per loro natura intermittenti e non programmabili.
si tratta di una misura che, caso unico in europa, consente ai quasi 10.000 impianti fotovoltaici italiani di contribuire, simultaneamente, alla gestione della sicurezza del sistema elettrico, coerentemente con l’evoluzione in atto verso un modello di smart grids che fa dell’italia un paese all’avanguardia, anche grazie ad un quadro normativo-regolatorio che spinge in questa direzione.

più in dettaglio, la procedura prevede che terna comunichi ai distributori la quantità complessiva di produzione da modulare, e il relativo intervallo di tempo di applicazione della stessa.
rispetto alla situazione attesa la scorsa settimana – in base alla quale si prevedeva la riduzione di circa 7.300 megawatt di impianti fotovoltaici e di circa 200 megawatt di impianti eolici, tutti connessi alla rete di mt gestita dai distributori, sulla base delle ultime previsioni meteo la potenza interessata dalla procedura scenderà a circa 4.400 megawatt complessivi*; inoltre, la procedura non sarà applicata per tutta la giornata ma soltanto dalle 07.00 alle 14.00.
come detto, il provvedimento riguarderà gli impianti connessi alle reti elettriche di media tensione, e verrà eseguito in stretta collaborazione con le società di distribuzione dell’energia elettrica che a loro volta si interfacciano con i produttori.

qualche dettaglio sul fenomeno astronomico

il 20 marzo 2015 un’ampia fascia dell’emisfero settentrionale sarà interessata da un’eclissi di sole.
il fenomeno sarà visibile in particolar in europa (dalla russia all’islanda) e in misura minore dal nord africa.
visto dalla terra, il passaggio della luna oscurerà il sole: un appuntamento piuttosto raro che in europa è accaduto nel 1999 e che tornerà nel 2027.
l’eclissi del 20 marzo inizierà alle 9,02, avrà la copertura più ampia del sole attorno alle 10,35 e terminerà alle 11,44 e l’oscuramento andrà da ovest verso est. sarà completa l’eclissi sopra l’islanda, la scozia, le isole svalbard e in generale sopra il circolo polare artico.
scendendo verso sud, sarà visibile una porzione sempre più ampia di sole.
per esempio in italia l’oscuramento del sole sarà parziale, attorno al 68% in alta italia, il 55-57% in italia centrale, il 50% in sicilia.

il sistema elettrico durante l’eclissi

dietro alla spettacolarità dell’evento, l’eclissi del 20 marzo rappresenterà per il sistema elettrico europeo una prova, che ha richiesto accurati calcoli e una serie di delicate attività preparatorie per la gestione in sicurezza delle reti.
infatti, per l’oscuramento del sole, durante le quasi tre ore dell’eclissi in tempi rapidi verrà meno una quota molto consistente della produzione fotovoltaica: un valore che la solar eclipse impact analysis, condotta da entso-e, l’associazione dei gestori di rete europei, stima complessivamente in europa in circa 30-35mila megawatt in meno (in condizioni di cielo sereno).
per dare un’idea dell’ordine di grandezza, si tratta di una potenza equivalente a quella di 30 centrali da 1.000 megawatt.

l’eccezionalità del fenomeno e il cambio del paradigma elettrico

il fenomeno delle eclissi solari è antico da quando la luna si muove attorno alla terra, ma l’evoluzione dei sistemi di generazione di energia impone un ripensamento nella gestione delle reti, poiché lo sviluppo impetuoso della produzione da fonti rinnovabili avvenuta nel corso degli ultimi anni genera oggi un impatto significativo sui sistemi elettrici.

una decina d’anni fa l’energia solare pesava solamente per lo 0,1% sul totale di energia elettrica prodotta in europa da fonti rinnovabili e di conseguenza anche il suo impatto sulla gestione dei flussi di rete era minimo.
ai giorni nostri questo valore si è più che centuplicato, salendo al 10,5% sul totale della produzione da rinnovabili.
soltanto nell’area dell’europa continentale, una parte rilevante della produzione è attribuibile al fotovoltaico.
questo cambio di paradigma ha imposto un’evoluzione anche nella gestione dei flussi di energia che passano nelle nostre reti elettriche – l’attività di dispacciamento – data anche la natura non programmabile della fonte di produzione. dal punto di vista tecnico, non possiamo nemmeno paragonare l’attività che verrà svolta in occasione dell’eclissi a quella posta in essere per il regolare alternarsi di alba e tramonto: l’eclissi avviene infatti con una rapidità di circa 4 volte superiore alla velocità con la quale il sole sorge all’alba e scompare al tramonto e richiede perciò attività operative molto diverse.

i paesi interessati

per la loro posizione geografica – dalla quale dipende la maggiore o minore esposizione solare – ma soprattutto per il numero e la potenza di impianti fotovoltaici installati, i paesi europei che con l’eclissi subiranno una perdita di produzione fotovoltaica saranno la germania (stimata perdita di 17mila megawatt) e l’italia (7mila megawatt).
in misura più ridotta anche francia (poco più di 2mila), belgio e spagna (ciascuno con circa 1.700 megawatt).
in termini generali, l’intera area europea sarà coinvolta in maniera diretta o indiretta: questo evento avrà effetti diretti a diversi livelli dalla turchia alla groenlandia e dalla spagna alla norvegia, e indirettamente tutti i paesi del continente saranno interessati per via della loro interconnessione elettrica.
nella sola germania è istallata quasi metà della potenza fotovoltaica europea (circa 40 su 89mila megawatt), per cui un comportamento anomalo in questo paese (dove il 20 marzo l’oscuramento del sole raggiungerà quasi l’80%) potrebbe causare una variazione della frequenza di rete tale da coinvolgere tutta l’europa.

una sfida inedita

tutti i sistemi elettrici funzionano sulla base di un principio elementare: l’energia elettrica prodotta deve essere istantaneamente pari a quella consumata.
a mano a mano che il fenomeno astronomico raggiungerà l’apice (con l’avanzare dell’oscuramento del sole), diminuirà la produzione fotovoltaica e tutte le sale controllo europee saranno in costante collegamento tramite teleconferenze impegnate a coordinarsi fra loro e a garantire, istante per istante, l’equilibrio tra produzione e consumi elettrici.
per via della grande quantità di produzione di energia solare coinvolta, la gestione di questo evento all’interno della rete interconnessa più grande del mondo, quella europea, costituisce una sfida nuova per i gestori di rete europei, che stanno lavorando già da oltre un anno per gestire in sicurezza il fenomeno naturale e garantire il livello della fornitura di qualsiasi altro giorno lavorativo.
il coordinamento tra i gestori di rete europei sarà un elemento cruciale: dopo un lavoro approfondito di calcolo e pianificazione operativa, i gestori di rete saranno in collegamento costante, così come tutti i centri di controllo in europa, al fine di sincronizzare sia prima sia durante l’eclissi le azioni programmate.
in questo modo quando la mattina del 20 marzo si assisterà a una graduale e forte diminuzione della potenza fotovoltaica prodotta (ovviamente, molto dipenderà dalle condizioni meteo di quel giorno), sarà possibile gestire l’impatto dell’eclissi senza particolari criticità.
vista l’eccezionalità dell’evento, le contromisure pianificate potranno essere attivate più rapidamente rispetto ai normali tempi previsti. si tratterà comunque di uno stress test utile anche per eventi futuri, quando la produzione di energia solare fotovoltaica sarà ancora più alta di oggi.

  • Jacopo Giliberto |

    il dubbio di terna riguarda il rateo veloce di discesa delle fotovoltaiche e poi di risalita, stimato in 110-150 megawatt al minuto e distribuito in modo irregolare su tutta la rete di media tensione

  • gaetano casetti |

    Teoricamente avremo 5 mila MW che vanno in blocco. Corrisponderebbe a 5 grandi centrali termiche (da 1000 MW cad.). Credo che la potenza istallata sia attorno ai 50-60 mila MW, e quindi non mi aspetterei problemi pazzeschi sulla stabilità. Quando mi occupavo di grandi centrali termo, avveniva il blocco di una caldaia. Ero in Sardegna, con i problemi in più dovuti all’isola. Non mi ricordo di avvenimenti catastrofici. C’e’ una riserva di potenza che in genere reagisce bene alle cadute di qualche centrale. Ricordiamoci inoltre che il sistema elettrico è intrinsecamente sicuro. Infatti gli apparati funzionano con variazioni di tensione tra 207 Volt a 253 (230 V +/- 10%) tra fase e neutro (analogamente tra fasi, assumendo i classici 400 V). In termini pratici la rete può sopportare variazioni del 40% di potenza (+/- 20%). Ciò senza alcuna attività specifica di regolazione (al massimo i trasformatori con regolazione automatica, sui tratti terminali). Non vedo proprio come l’eclissi possano influenzare la stabilità, con l’attuale livello di penetrazione del PV in Italia. Quando ci fu il memorabile blackout il problema era diverso: i grandi produttori (Enel in primis) avevano spento del tutto le centrali, pur chiedendo ai consumatori (bolletta) il pagamento dell’onere per la “riserva calda”. Insomma, ci fu un sostanziale imbroglio (Clò ne aveva accennato), rimasto probabilmente impunito. Eppure gli ingegneri in Italia ci sono e sanno fare i conti.

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