Integrare le energie rinnovabili con il controllo di tensione DER

Il 2022 è stato un anno record per le energie rinnovabili con capacità a 340 GW e secondo le stime dell'IEA (Agenzia Internazionale per l'Energia), l'elettricità fotovoltaica crescerà del 15% all'anno fino al 2030. Tuttavia, l'integrazione degli impianti fotovoltaici comporta una serie di complessità per gli operatori di rete e per gli operatori di impianti. L'intelligenza all'edge della rete e il controllo della generazione distribuita da remoto remoto possono aiutare a proteggere, automatizzare ed equilibrare le reti sempre più dinamiche.

I problemi dell'energia solare

Gli impianti fotovoltaici e i pannelli solari forniscono alla rete contributi energetici decentralizzati, intermittenti e imprevedibili.  La potenza di uscita variabile risulta in fluttuazioni di tensione e armoniche, che hanno un impatto sulla rete a bassa tensione. Ne deriva un problema nella gestione della rete e delle operazioni dei fornitori energetici. Le fluttuazioni di tensione producono un’energia di scarsa qualità (power quality), che rappresenta un'altra sfida per i gestori dei sistemi di distribuzione. Se da un lato devono conformarsi ai requisiti EN 50160, dall'altro devono mantenere i consumatori soddisfatti.

Un atto di bilanciamento per gli operatori di rete 

La crescente decentralizzazione del sistema di rete a bassa tensione ha un forte impatto sulle operazioni delle società energetiche e i gestori dei sistemi di distribuzione sono chiamati a prendere molte decisioni di anno in anno per mantenere la rete operativa. Questo significa che le società energetiche devono individuare nuovi modi per garantire la stabilità della rete, la sicurezza della fornitura e la soddisfazione dei clienti. 

Massimizzare le efficienze e i ricavi degli impianti fotovoltaici

Oltre ai gestori dei sistemi di distribuzione, i proprietari e gli operatori di impianti fotovoltaici sono partecipanti importanti. Con gli incentivi alla produzione di energia rinnovabile (le cosiddette Feed-in-Tariff - FIT), le società multiservizi e i proprietari/gli operatori di impianti fotovoltaici devono massimizzare i ricavi degli impianti e soddisfare i requisiti dei gestori dei sistemi di distribuzione sul punto di connessione alla rete.  

Controllo di tensione degli impianti fotovoltaici

Una soluzione efficace per il controllo della tensione è utile per bilanciare la rete, massimizzare i ricavi e soddisfare i requisiti normativi.  Un processo decisionale veloce combinato a una risposta rapida ai problemi che si verificano all'edge della rete porterebbero a quanto segue:

1. i gestori dei sistemi di distribuzione non dovrebbero più mettere offline gli impianti fotovoltaici come per esempio a causa di scarsa qualità energetica nella rete.
2. i gestori dei sistemi di distribuzione potrebbero gestire meglio le risorse rinnovabili esistenti e accelerare l'integrazione delle energia da generazione distribuita.
3. i gestori dei sistemi di distribuzione e gli operatori di impianti potrebbero affrontare i problemi di tensione all'edge e garantire non solo una migliore qualità nella fornitura, ma anche un funzionamento ottimale in modo da massimizzare i ricavi dell'impianto
   
   

Controllo intelligente DER di Stadtwerk Winterthur 

Per il progetto Stadtwerk Winterthur di espansione dell’energia rinnovabile in Svizzera, l'azienda Stadtwerk Winterthur voleva ottimizzare la rete elettrica per l'integrazione dell'energia solare e garantire flussi di energia stabili, qualità di energia (power quality) coerente e una rete equilibrata. Utilizzando il terminale Smart Grid S650 di Landis+Gyr con il modulo RTU E65C Stadtwerk Winterthur ha implementato una soluzione di misurazione, controllo e monitoraggio della power quality, in grado di fornire visibilità e controllo completo sugli impianti fotovoltaici. La regolazione della tensione è stata raggiunta usando uno script personalizzato sviluppato con la piattaforma E65C Linux, che ha confrontato i valori di tensione della rete con le soglie pre-definite e innescato azioni correttive verso l'inverter fotovoltaico attraverso uscite digitali del S650. 

Intelligenza e controllo come vantaggio per l'impresa

La gestione proattiva della rete richiede dati di misurazione dell'energia affidabili, fornitura di qualità e capacità di regolare le tensioni di rete.  Quando eseguita correttamente, l'intelligenza all'edge della rete crea un'infrastruttura di misurazione intelligente, che non solo permette di prendere decisioni basate sui dati, ma contribuisce anche ad automatizzare i processi delle reti, perché i problemi vengano risolti quando e dove appaiono.