Può il controllo attivo dell’energia eolica rendere più affidabili le reti di distribuzione? La risposta in uno studio congiunto del NREL, del Research Institute Electric Power e dell’Università del Colorado
•• Il National Renewable Energy Laboratory del Dipartimento dell’Energia statunitense (NREL), in partnership con il Research Institute Electric Power e l’Università del Colorado, ha realizzato uno studio focalizzato sulla possibilità di far interagire efficacemente la tecnologia dell’energia eolica con le esistenti reti di trasmissione, agendo sul controllo dell’immissione dell’energia dall’eolico nel sistema di distribuzione.
Le conclusioni dello studio, «Active Power Controls from Wind Power: Bridging the Gaps» evidenziano che la regolazione dell’energia eolica in uscita potrebbe migliorare l’affidabilità del sistema di alimentazione/distribuzione, mentre trascurabili sarebbero gli effetti potenzialmente dannosi, che questa «pratica» avrebbe sulle turbine. Emerge, inoltre, che il controllo dei flussi di potenza attiva potrebbe aiutare ad equilibrare i carichi di energia generandola in tempi diversi: in tal modo si eviterebbero l’involontaria perdita di flussi di energia, i danni agli impianti ed il rischio potenziale di black-out.
L’analista del NREL, Erik Ela, ha dichiarato che “Le utilities ed i gestori indipendenti di sistema sono tutti alla ricerca di strategie per integrare al meglio l’energia eolica con quella (o quelle) generate nei loro sistemi elettrici, ma pochi hanno pensato di utilizzare l’energia eolica per rendere migliore l’affidabilità del sistema di alimentazione/distribuzione”.
Le prove sul campo
Lo studio – oltre a comprendere una serie di simulazioni relative ai sistemi di alimentazione, alle prove di controllo e alle prove effettuate «in situ» utilizzando le turbine del National Wind Technology Center (NWTC) del NREL – ha sviluppato alcune proposte relative alla progettazione di nuovi servizi ausiliari per i mercati all’ingrosso dell’elettricità negli USA, studiando gli effetti dell’energia eolica sul sistema negli Stati Uniti occidentali, sia con che senza il controllo di potenza attiva. Quest’ultimo è stato testato al NWTC per meglio capire le prestazioni e gli impatti strutturali sulle turbine eoliche durante il periodo di tempo nel quale è attivo il controllo dell’energia immessa nel sistema elettrico.
Erik Ela ha inoltre sottolineato che “anche se molte delle strategie di controllo studiate si sono dimostrate tecnicamente fattibili e sono già utilizzate in molte altre parti del mondo, solo un numero limitato di turbine eoliche negli Stati Uniti sta per il momento effettuando un controllo della potenza attiva; la ragione è che ciascuno dei soggetti coinvolti – operatori dei sistemi, produttori, regolatori ed i proprietari degli impianti – ha obiettivi e prospettive diverse. Questa relazione approfondisce vari aspetti di questo tema con l’obiettivo di indirizzare i diversi punti di vista in tutto il settore eolico.”
L’eolico… controllato!
Il vento è una delle fonti di produzione di energia a più rapida crescita e copre, a livello mondiale, circa il 20% delle forniture di energia elettrica con picchi, in alcune regioni degli Stati Uniti, del 50%. La sfida per integrare in maniera ottimale l’energia eolica nei sistemi elettrici tradizionali è rappresentata dal fatto che questa è un’energia variabile ed incerta.
Secondo lo studio – interamente finanziato dall’Ufficio del Dipartimento dell’Energia per l’efficienza energetica e le energie rinnovabili – affinché si possa attuare un controllo attivo nell’erogazione dell’energia eolica, è necessario che sia economicamente conveniente tanto per i gestori degli impianti eolici quanto per i consumatori di energia. Poiché gli impianti «tradizionali» potrebbero da una parte dover affrontare costi per istituire ulteriori controlli e dall’altra ridurre la quantità di energia direttamente erogata al mercato, sarebbe opportuno studiare un sistema di incentivi che costituisca una spinta a fornire tale servizio.
Erik Ela ha anche attirato l’attenzione sul fatto che “per poter trasferire lo studio dal piano teorico a quello effettivo, è indispensabile considerare che se si attua un controllo attivo dell’energia eolica e se ne migliora l’affidabilità, questa energia può rivelarsi uguale o superiore rispetto a quella convenzionalmente prodotta”.