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OrizzontEnergia

Energia: Il mercato delle microgrid in continua evoluzione, grazie anche a tecnologie italiane

Marco Pigni (Membro gruppo Sistemi di Accumulo, microgrid e GD - ANIE EnergiaEnergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
) nel corso dell'intervista ci ha offerto la propria visione sulle microgrid, soluzione in grado di modificare le consuete modalità generative, distributive e di consumo dell'energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
. Il mercato delle microgrid sta registrando un progressivo incremento negli ultimi anni e si prevede che entro il 2025 varrà circa 17,5 miliardi di dollari.

 

 

Le microgrid costituiscono una soluzione che attira sempre più le attenzioni di industria ed istituzioni. Quali sono i loro principali vantaggi?

Le microgrid costituiscono un elemento che potrà cambiare drasticamente le classiche modalità di generazione, distribuzionedistribuzione
Attività di trasporto (di elettricità o di gas) agli utilizzatori finali attraverso le reti di distribuzione.
e consumo di energia elettrica. Specialmente in ambito cittadino, facendo leva anche sulla crescente sostenibilità sul tema dei cambiamenti climatici, le microgrid consentiranno l’integrazione delle fonte energetiche tradizionali e rinnovabili per un mix più equilibrato, facilmente gestibile e progressivamente più efficiente e sostenibile da un punto di vista economico e ambientale.

Lo stato dell’arte della tecnologia consente oggi di gestire localmente molteplici risorse di generazione distribuita, in particolare quelle provenienti da fonti energetiche rinnovabilifonti energetiche rinnovabili
Chiamate anche fonti rinnovabili: fonti energetiche rinnovabili non fossili (eolica, solare, geotermica, del moto ondoso, maremotrice, idraulica, biomasse, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas). In particolare, per biomasse si intende: la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani (D.lgs 29 dicembre 2003, n. 387 in attuazione della DIR. 2001/77/CE).
, come il sole e il vento.  Ad oggi, i sistemi di accumulo elettrochimico possono essere utilizzati sia in assetto off-grid sia in assetto on-grid, a patto che vengano rispettate le prescrizioni contenute nelle norme CEI 021 e 016 (aggiornate ultimamente), così da potersi connettere alla tradizionale rete di trasmissionetrasmissione
Attività di trasporto dell'elettricità sulla rete a partire dai centri di produzione sino ai centri di utilizzo. Il maggiore proprietario della rete di trasmissione nazionale dell'energia elettrica ad alta tensione è Terna.
e distribuzione e far fronte a qualsiasi situazione fornendo energia elettrica e relativi servizi di rete nella massima sicurezza e continuità.

 

tecnologia microgrid

A livello globale, si possono fare delle stime sul valore di mercato delle microgrid? Quali sono i mercati a più alto potenziale?

Il valore del mercato globale delle microgrid nel 2017 ammonta a circa 3,7 miliardi di dollari; assumendo che il mercato cresca ad un tasso composto annuo del 17%, si prevede che nel 2025 il valore indicativo ammonterà a circa 17,5 miliardi di dollari.

I mercati più promettenti a livello mondiale sono quelli del sud-est asiatico, dell’Australia, del Sud America, del Sud Africa, mentre in Europa saranno UK, Germania, Austria ed Italia a trainare la crescita.

 

Le amministrazioni delle metropoli che grado di attenzione stanno riservando alle microgrid?

Un esempio dell’utilizzo di questa soluzione tecnologica è il progetto in fase di realizzazione del Marcus Garvey Village Apartments Microgrid di New York. L’iniziativa portata avanti da Demand Energy, azienda del Gruppo Enel, ha l’obiettivo di rendere attiva un’avanzata microgrid residenziale multi-familiare con batterie agli ioni di litio, in grado di integrare energia fotovoltaica e cella a combustibile mediante il software intelligente DEN.OS, capace a gestire efficacemente le risorse di energia distribuita.

microgrid, new york

Questo progetto, avviato quest’anno nell’area di Brooklyn-Queens, ha vinto il prestigioso ESNA Innovation Award per la miglior soluzione di storage distribuito.

Questo progetto di microgrid prevede una potenzapotenza
Grandezza data dal rapporto tra il lavoro (sviluppato o assorbito) e il tempo impiegato a compierlo. Indica la rapidità con cui una forza compie lavoro. Nel Sistema Internazionale si misura in watt (W).
di 400 kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
di energia fotovoltaica
, una cella a combustibile di 400 kW e 300 kW/1.200 KWhKWh
Unità di misura dell'energia elettrica equivalente a 1.000 Wh (wattora), ovvero 1.000 W forniti o richiesti in un'ora.
di energy storageenergy storage
Immagazzinamento dell'energia (o stoccaggio dell'energia), consiste in una serie di tecniche e processi che permettono di concentrare su supporti diversi, differenti forme di energia per essere utilizzate successivamente. Un dispositivo che accumula energia è chiamato talvolta accumulatore. Tutte le forme di energia sono energie potenziali oppure energie cinetiche. I sistemi di stoccaggio in uso commerciale oggi possono essere classificabili in meccanici, elettrici, chimici, biologici, termici e nucleari. Lo stoccaggio di energia, come processo naturale, non è un tecnica o processo di recentissima scoperta. Finora, lo stoccaggio da impianti idroelettrici con pompaggio dell’acqua era sembrata l’unica via percorribile per l’immagazzinamento di grandi quantità di energia, ma gli sviluppi recenti nelle tecnologie degli accumulatori hanno aperto la strada a soluzioni come le batterie ad accumulo che consentono l’integrazione efficiente della energia da fonti rinnovabili generata intermittentemente.

elettrochimico
. Il software DEN.OS consente ai 625 appartamenti del Marcus Garvey Village di consumare tutta l’energia che la microgrid integrerà e distribuirà; il risultato di questo processo provocherà un decremento dei costi ed una consistente riduzione delle emissioni di gas serra, oltre ad aumentare l’efficienza del sistema.

 

Delimitando il discorso al territorio italiano, quali sono le soluzioni già operative degne di nota?

Un progetto italiano di microgrid già affermato è quello di Roncade (TV) realizzato dall’azienda trevigiana Regalgrid Europe srl; il progetto è al servizio del campus H-Farm, pluripremiata culla di start up del settore ICT e digital IoT.

Il progetto si basa su un’innovativa piattaforma tecnologica in cui viene reso operativo il primo sistema energetico aperto ed interconnesso in cui singole unità (“nodi”), costituite da generatori e/o accumulatori e/o consumatori di energia rinnovabile, condividono la propria energia in rete in tempo reale.

 

Quali sono gli elementi innovativi alla base di questa soluzione?

Innanzitutto bisogna partire dalla considerazione che un singolo impianto fotovoltaicoimpianto fotovoltaico
Impianto per la produzione di elettricità che sfrutta l'energia del sole grazie ai pannelli fotovoltaici, generalmente di silicio. All'interno del pannello si genera un circuito elettrico in corrente continua, dovuta all'effetto fotovoltaico, secondo cui quando i fotoni (che costituiscono la radiazione solare) raggiungono una cella FV vanno ad eccitare alcuni elettroni del materiale di cui è costituita la cella. Tali elettroni, trovandosi ad un livello energetico superiore, "sfuggono" dalla loro posizione originaria e creano una corrente.
, anche se dotato di un sistema di storage, non è sufficiente per raggiungere livelli di auto-consumo tali da essere indipendente dal punto di vista energetico. Per raggiungere l’autonomia energetica occorre diventare prosumer evoluti ed entrare a far parte di una smart energy community. Questa prerogativa viene resa possibile dal dispositivo SNOCU (Smart NOde Control Unit) e da algoritmi proprietari residenti in cloud, che consentono di far comunicare inverterinverter
Dispositivi atti a modificare la velocità  di un motore elettrico modulandone la frequenza di alimentazione in base al carico richiesto, ovvero adattando il funzionamento del motore alle necessità  del momento evitando, quindi, sovradimensionamenti e sprechi.
, batterie e smart meters di mercato
, orchestrando al meglio i flussi elettrici nella microgrid e rendendo ciascun impianto un nodo attivo di una energy community che diviene una smart gridsmart grid
Trattasi di una rete di informazione che affianca la rete di distribuzione elettrica e gestisce la rete elettrica in maniera "intelligente" sotto vari aspetti o funzionalità ovvero in maniera efficiente per la distribuzione di energia elettrica evitando sprechi energetici, sovraccarichi e cadute di tensione elettrica. Ciò avviene attraverso un sistema fortemente ottimizzato per il trasporto e diffusione della stessa, dove gli eventuali surplus di energia di alcune zone vengono redistribuiti, in modo dinamico ed in tempo reale, in altre aree oppure regolando costantemente il dispacciamento tra centrali di autoproduzione elettrica da fonti rinnovabili della rete di distribuzione (generazione distribuita) con le centrali elettriche della rete di trasmissione (produzione centralizzata).
replicabile ed espandibile a piacere.

Regalgrid-Europe-Animation.jpgUna volta entrati a far parte della community Realgrid, gli utenti potranno avere accesso in tempo reale ai dati del proprio impianto, sapranno quanta energia viene prodotta e/o utilizzata ed inoltre verranno a conoscenza di quanta energia è stata scambiata con gli altri nodi della rete. Ciascun membro della community potrà configurare il proprio profilo in funzione dei propri fabbisogni energetici, decidendo se autoconsumare l’energia, cederla all’interno della microgrid o immetterla in rete verso le altre microgrid o verso la rete di trasmissione e distribuzione tradizionale. Il software sviluppato da Regalgrid gestisce le singole scelte sempre e solo in funzione del raggiungimento dell’equilibrio energetico più efficiente in base alla configurazione dei profili selezionati dagli utenti: profilo energivoro, profilo standard e profilo immissione.

L’abilitazione di una community energetica autosufficiente di questo tipo  è in grado di fornire servizi aggregati anche a soggetti terzi, portando benefici quindi anche agli attuali gestori della rete di distribuzione. Gli operatori di rete, infatti, potranno gestire utenti auto-bilanciati, con minori oneri operativi per le attività di bilanciamentobilanciamento
Servizio svolto dal gestore della rete elettrica al fine di mantenere l'equilibrio tra l'energia immessa e quella prelevata.
e dispacciamentodispacciamento
Energia elettrica:
Attività di gestione, istante per istante, dei flussi di energia elettrica consumata e dei flussi di energia elettrica prodotta in modo da garantire un costante equilibrio tra domanda e offerta. L'energia elettrica, infatti, è un bene che non si può immagazzinare, quindi a fronte di una richiesta deve esserci necessariamente un punto di produzione in tempo reale. Queste operazioni, molto complesse, sono svolte da Terna.
Gas naturale:
Attività di gestione del sistema di trasporto e distribuzione del gas per rendere disponibile, in qualsiasi momento e in ogni punto della rete, la quantità di gas richiesta.
dell’energia.

 

Intervista a Marco Pigni a cura di Orizzontenergia

 

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Data: 22/11/2017

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