In questo post avevamo gettato alcune basi per entrare nell’ottica del mondo dell’energia, provando a dare sommariamente tutti i concetti necessari a comprenderne le molteplici sfaccettature.
Ora proviamo a fare qualche esempio, ragionando su dati reali o comunque plausibili, al fine di consolidare quanto articolato nel Post di cui sopra.Prima una premessa che ci porterà ad avere un po’ di informazioni in più circa l’aspetto della Produzione, dal momento che il mondo dell’Energia non è comprensibile se non si conoscono le problematiche connesse con la Produzione il dispacciamento e Trasporto, la Distribuzione ed il Consumo.

Focalizziamoci sulle fonti rinnovabili più in voga e più discusse: Solare fotovoltaico ed Eolico. Entrare nello specifico del loro funzionamento sarebbe interessante, ma poichè esso è almeno per sommi capi abbastanza noto e dato che bisognerebbe dedicare qualche migliaio di posts alla mala informazione “interessata” regnante, sarà meglio mettere in evidenza gli aspetti di queste fonti appartenenti al mondo della Produzione che hanno maggiore impatto sul mondo del Dispacciamento e trasporto.

Il fotovoltaico produce con una ciclicità giornaliera modulata su una ciclicità stagionale ovvero produce con un andamento giornaliero sulle 24 ore a partire dal mattino fino al tramonto, raggiungendo il massimo rendimento nelle ore centrali e, ovviamente, con con un andamento più generoso durante la stagione estiva che tende via via a decrescere spostandosi verso le giornate invernali.

La media attualmente viaggia sulle 900-1400 heq (ore equivalenti) cioè 1MWe installato produce nell’anno 900-1400 MWhe. A luglio 2009 l’installato in Italia è pari a 524 MWe (per darvi una idea l’Italia consuma una potenza massima di 52.000 MWe) quindi ammonta circa all’1%, mentre la produzione di energia da fotovoltaico a regime sarà di circa 0,650 TWh/a. Ne consegue che con i consumi del sistema Italia pari a circa 340 TWh, il contributo dell’energia solare sarà dello 0,19 %. Nelle regioni del SUD le heq si alzano notevolmente rispetto al NORD, come si evince chiaramente dall’immagine qui sotto che ne rappresenta la distribuzione geografica.

 

L’eolico ha da par suo una ciclicità stagionale meno accentuata, ma un andamento quasi randomico nel giornaliero. Le immagini che seguono riportano alcuni esempi reali di andamento della produzione nell’arco di una giornata. Le prime tre sono giornate generose mentre l’ultimo è una giornata scarsa; manca il grafico con produzione nulla -meglio risparmiarselo- ma anche questa è una possibilità concreta. Il fondo scala dell’ordinata è la potenza nominale dell’impianto.

Nel 2008 sono stati prodotti circa 6TWh (ovvero 6.000 GWh, ovvero 6.000.000 MWh) con una potenza installata pari a 3,7GW pertanto, assumendo sempre come riferimento la potenza massima in consumo del sistema Italia, l’eolico ne rappresenta il 7,11 %, mentre riferito all’energia arriva a coprire copre circa l’1,8%. Le ore equivalenti dell’eolico- riferite ai grandi impianti- oscillano su valori compresi tra 1.500 e 2500 heq/a, ovviamente in base alle zone ed alle annate meteorologiche. Dai dati riportati qui sotto, calcolando le ore equivalenti si ottiene una media di circa 1.600 heq/a. Bisogna tuttavia mettere in conto che l’installato annuale pari a 1GW non è partito tutto al 1 gennaio 2008, pertanto bisogna ammettere che ci sia una distribuzione di partenze uniformi durante l’anno tali da pesare per 0,5GW. La media più realistica sarebbe quindi 1.800 heq/a, ovvero 6000GWh / (3,7-0,5)GW. 

Nell’immagine che segue c’è la distribuzione per regione al 2008.

 Ora possiamo tornare agli esempi cui abbiamo accennato. A questo link sul sito di Terna trovate l’andamento giornaliero dei consumi del sistema Italia giornaliero. Quello che segue è l’esempio del consumo di qualche giorno fa.

 

Proviamo a prendere a riferimento questo andamento ed a sovrapporlo solo a quello dell’eolico (giusto per non complicare troppo le cose). Supponiamo poi di alimentare il nostro paese interamente con la fonte eolica che è un’ipotesi irrealizzabile e del tutto teorica, ma torna utile per ragionare a titolo di esercizio. Poniamo poi di dover affrontare un giorno tipo nell’immagine che segue, in cui il grafico dei consumi è “stirato” in orizzontale in quanto l’incrocio della ordinata con l’ascissa non è a potenza zero ma parte da 28 GW.

 

Poiché la fonte rinnovabile è almeno per ora dispacciata con priorità, dovendo mantenere in ogni istante l’equilibrio di potenza tra produzione e consumo, nei momenti corrispondenti alle aree marcate con il segno meno (-) avrò necessità di essere coperto dalla fornitura di altri sistemi, mentre dove troviamo il segno più (+) o si riduce la potenza di produzione o si cede ad altri sistemi la potenza prodotta. In tal caso alla fine della giornata sarò comunque in deficit come bilancio di energia. Si deve inoltre tener presente che, grosso modo, la potenza nominale dell’impianto è di circa 70GW e si tratta di una giornata “benedetta”.

In questo caso siamo sempre in eccesso di potenza prodotta. Si può mantenere il proprio sistema elettrico e cedere anche energia ad altri (caso ancor più benedetto).

 

In quest’altro esempio siamo invece praticamente sempre in deficit.

 

Quest’ultimo è un caso di deficit strutturale e si dovrebbero installare almeno altri 5 o 6 impianti simili aumentando così la potenza prodotta per poter bilanciare il consumo.

Rimanendo nel puro ambito speculativo e non pratico, nel caso di fonti di produzione non programmabili, se si volesse coprire l’energia consumata interamente con esse, si dovrebbe procedere ad un sovradimensionamento in potenza di produzione rispetto a quella media di consumo pari circa al rapporto tra 8760 (24×365) e le ore equivalenti tipiche della fonte rinnovabile considerata. Ciò significherebbe installare circa 200 GW di eolico oppure 400 GW di fotovoltaico. Naturalmente sempre che si rispetti la condizione di avere sistemi che possano assorbire gli eccessi di potenza e supplirne i difetti. In alternativa, si dovrebbe disporre di altri sistemi di accumulo ancora da inventare. Il quadro si fa ancora più complesso se si pensa che che le linee di trasporto devono essere dimensionate sulla potenza nominale dell’installato e non sull’energia trasportata.

In conclusione si può dire che nel caso dell’eolico esistono effetti compensatori sulla grande scala che renderebbero un po’ più accettabili le considerazioni di cui sopra, sempre però a condizione di avere una infrastruttura elettrica molto più grande dell’attuale.

Angelo