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SOFT SKILLSLE PROSPETTIVE DELLA GENERAZIONE DISTRIBUITA
Docente: prof. Valenti Gianluca
Relazione di:
Vitali Andrea
Pitscheider Luca
Mastrorosa Marco
Staiti Dario
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SOMMARIO 2
• Definizione• Contesto italiano• Fonti energetiche protagoniste• Sistemi di accumulo• Smart grids• Prospettive future• Conclusioni
GENERAZIONE DISTRIBUITA
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DEFINIZIONE 3
Microgenerazione = sottoinsieme della generazione distribuita
Fonti: International Energy Agency, European Commission, GSE.
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MOTIVAZIONI RECENTE DIFFUSIONE 6
Legislative
• Fine del monopolio Enel• Nascita mercato elettrico• Basi favorevoli per la creazione dei “prosumers” (producers -consumers)
• Assetto verticalmente integrato• Gestione da parte di Enel di
•Produzione•Importazione•Trasmissione•Distribuzione•Vendita
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STRUTTURA RETE ITALIANA 7
• Alta(220kV) e altissima(380kV) tensione• Una delle migliori a livello europeo grazie a:
• lunghezza estesa• sistemi di protezione avanzati• struttura magliata• fibra ottica implementata
• Dispacciamento
Rete di Trasmissione
• Media (15-20kV) e bassa (220V) tensione• Struttura radiale studiata per flussi unidirezionali• Telecontrollo
Rete di Distribuzione
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STRUTTURA RETE ITALIANA 8
TELECONTROLLO
CONTROLLO IN TEMPO
REALEINDIVIDUAZIONE
GUASTI
RIATTIVAZIONE RAPIDA
DISSERVIZI
REALIZZAZIONE VARIAZIONE ASSETTI DI
RETE
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GENERAZIONE DISTRIBUITA IN ITALIA 10
Fonte: rapporto GSE sul monitoraggio della generazione distribuita in Italia 2011
•10% sulla produzione totale •Globalmente 81,4% proveniente da fonti rinnovabili• Maggiori contributi da fonte fotovoltaica e idroelettrica
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GENERAZIONE DISTRIBUITA IN ITALIA 11
• Incremento esponenziale fonte solare, principalmente dovuto a incentivi statali favorevoli
Fonte: rapporto GSE sul monitoraggio della generazione distribuita in Italia 2011
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FONTI ENERGETICHE PROTAGONISTE 13
• Per definizione di generazione distribuita:PNOMINALE<10MW
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SOLARE FOTOVOLTAICO 14
ASSETTI POSSIBILIGENERAZIONE DISTRIBUITAADATTO INADATTO
INTEGRATI SU EDIFICI A CONCENTRAZIONE
GRANDI IMPIANTI A TERRA
Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application
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IDROELETTRICO 15
ASSETTI POSSIBILI TEMPO D’INVASO
GENERAZIONE DISTRIBUITA
ADATTO INADATTO
AD ACQUA FLUENTE <2h A BACINO 2h < t < 400h
A SERBATOIO t > 400h POMPAGGIO - ≈ ≈
IN CONDOTTE 0
Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application
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BIOMASSE - BIOGAS 16
ASSETTI POSSIBILI TIPO BIOMASSA
GENERAZIONE DISTRIBUITA
ADATTO INADATTO
CICLI A VAPORE SOLIDA GRUPPI ELETTROGENI LIQUIDA
TURBOGAS GASSOSA
Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application
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EOLICO 17
ASSETTI POSSIBILIGENERAZIONE DISTRIBUITAADATTO INADATTO
ROTORE SINGOLO ORIZZONTALE ROTORE SINGOLO VERTICALE
WIND FARM OFFSHORE
Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application
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NON RINNOVABILI 18
TURBINE E MICROTURBINE
GRUPPI ELETTROGENI
•Microturbine per soddisfare cogenerazione, M.C.I per soddisfare picchi di richiesta
Fonte:Distributed power generation in Europe: techincal issues for further application
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SISTEMI DI ACCUMULO 20
Fonte: Smart Grid report – Energy & Strategy Group, Politecnico di Milano
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CLASSIFICAZIONE SISTEMI DI ACCUMULO 21
CLASSIFICAZIONE IN BASE A
Fonte: Smart Grid report – Energy & Strategy Group, Politecnico di Milano
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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 22
ELETTROCHIMICI
(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE
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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 23
MECCANICI
(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE
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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 24
ELETTRICI
(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE
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TECNOLOGIE SISTEMI DI ACCUMULO 25
ACCUMULATORI AL LiVOLANI
SUPERCONDENSATORI
ACCUMULATORI AD ELETTROLITA ACQUOSO
ELETTRODI AD ALTA TEMPERATURACAES
(ENERGY) (ENERGY+POWER) (POWER) INTENSIVE
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27SMART GRIDS
INDISPENSABILI PER LA GENERAZIONE DISTRIBUITA
• Reti intelligenti che coniugano centrali tradizionali e impianti di produzione da fonti rinnovabili attraverso soluzioni digitali• Coordinazione tra produttori, consumatori e rete in MT (15-20kV)• Incentivazione alla partecipazione attiva dei clienti (prosumers)
Cosa sono
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VIRTUAL POWER PLANT 28
• Software di gestione atto ad aggregare i diversi piccoli impianti e trattarli come se fossero un tutt'uno.•Utilizzo di modelli offline contenenti informazioni su offerta energetica e relativi contratti di vendita
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VANTAGGI SMART GRIDS 31
Restano dubbi sulla maturità, sostenibilità e applicabilità futura delle tecnologie in gioco
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DIFFUSIONE SMART GRIDS IN EUROPA
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• Maggior diffusione nel nord Europa, soprattutto in Danimarca e Paesi Bassi
Fonte:European Commission – Institute for energy and transport
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DIFFUSIONE SMART GRIDS IN EUROPA
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• 7 nazioni (Danimarca, Germania, Italia, Spagna, Francia, Regno Unito e Austria) coprono il 70% del numero totale di progetti in Europa• Danimarca paese che in assoluto punta di più sulla ricerca e sviluppo
Fonte:European Commission – Institute for energy and transport
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AUTO ELETTRICHE E SMART GRIDS 35
• Interessanti applicazioni nei sistemi smart grid:
NECESSITA DIFFUSIONE CAPILLARE DI UN’INFRASTRUTTURA DI
RICARICA, SIA PUBBLICA CHE PRIVATA
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MICROGRIDS 36
Reti di bassa tensione (220V) che inglobano piccoli impianti di generazione, sistemi di accumulo ed un numero ristretto di carichi nell'area di interesse
• Possibilità di trasformarsi in reti “a isola” in caso di guasto della rete principale, e di risincronizzarsi ad essa successivamente • Potenza compresa tra poche centinaia di kW a qualche MW
VANTAGGI RISPETTO A SISTEMA CON SOLE SMART GRIDS
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GRID PARITY 37
Il primo passo verso l'affermazione della GD, dal punto vista dell'evoluzione dei mercati, è il raggiungimento della
definita come “parità fra il costo di produzione dell’energia elettrica da un impianto e il costo di acquisto dell’energia stessa dalla rete. Tuttavia si considera la grid parity raggiunta anche quando l’investimento in un impianto sarà economicamente conveniente, in termini di rendimento dell’investimento stesso, anche in assenza di incentivi”
GRID PARITY
Fonte: studio “QualEnergia” – Università di Padova
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POTENZIALE ECONOMICO 38
Studio effettuato dal Politecnico di Milano per conto di ANIE sul potenziale economico di generazione distribuita e smart grid al 2020
1° SCENARIO: quadro normativo non favorevole
2° SCENARIO: quadro normativo favorevole
Fonte: ANIE - Confindustria
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SMART GRIDS STRATEGIC RESEARCH AGENDA 2035 39
• Riduzione delle emissioni di CO2 di un ulteriore 40% (rispetto al piano 20-20-20) dal 2020 al 2050
ENERGY ROADMAP 2050
OPPORTUNITA PER LA GENERAZIONE DISTRIBUITA
• Tutela legislativa dei soggetti partecipanti al business della GD• Nuove tariffe• Regolamentazione mercato per favorire la transizione verso la GD e la diffusione di infrastrutture•Promuovere incentivi per sensibilizzare i cittadini
SMART GRIDS STRATEGIC RESEARCH AGENDA 2035
Fonte: Smart Grids Strategic Research Agenda 2035 – European Commisson
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SMART GRIDS STRATEGIC RESEARCH AGENDA 2035 40
•Il prezzo dell’elettricità aumenterà fino al 2030 (a causa della sostituzione degli impianti più obsoleti), per poi subire un crollo grazie ai benefici della generazione distribuita
CONSEGUENZE
Fonte: Smart Grids Strategic Research Agenda 2035 – European Commisson
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CONCLUSIONI 41
• Strategia a lungo termine, accompagnata da una transizione lenta e graduale• Continui investimenti nella ricerca soprattutto nei campi in cui è presente un maggior margine di sviluppo (accumulatori)• Sistema legislativo e di incentivi sostenibile, per evitare crescita incontrollata e potenzialmente dannosa (caso. Fotovoltaico in Italia) e per non essere esclusi dal contesto evolutivo europeo.• Adeguamento dell’infrastruttura di distribuzione elettrica
CONCLUSIONI
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RIFERIMENTI
• IEA - International Energy Agency• European Commission – Institute for Energy and Transport (joint
research)• Rapporto GSE sul monitoraggio della generazione distribuita in Italia
2011 – Gestore dei servizi energetici• Distributed power generation in Europe: Techincal issues for further
application – L’Abbate, Fulli, Starr, Peteves - European Commission (Institute for Energy)
• Smart Grid Report – Energy & Strategy Group -Politecnico di Milano• Studio “QualEnergia” – Università di Padova• ANIE – Confindustria• Smart Grids Strategic Research Agenda 2035 – European
Commisson (Institute for Energy)
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