Centrale elettrica virtuale

I mercati mondiali dell’energia stanno affrontando grandi sfide. Si sta assistendo al passaggio da un modello di sistema elettrico centralizzato, incentrato su grandi impianti di produzione, ad un modello nuovo, caratterizzato da impianti di generazione distribuiti gestiti da piccole società che sono spesso anche “prosumer”, che sono contemporaneamente produttori e consumatori di energia.

E’ una vera e propria rivoluzione “copernicana” del mondo dell’energia. L'attuale livello di penetrazione della generazione da fonte rinnovabile , ma ancor di più la sua crescita negli anni a venire, sta comportando un ripensamento generale dei business plan delle compagnie operanti nel mondo energetico, inclusi notevoli cambiamenti ed investimenti nelle reti elettriche. L’informatica è inoltre entrata a pieno titolo nel mondo dell’energia grazie allo sviluppo delle smart grid.

Le nuove tecnologie rendono anche più sostenibile e conveniente l’integrazione nella rete elettrica di impianti da fonte rinnovabile.
La Centrale Elettrica Virtuale è all'avanguardia nell'introduzione delle nuove tecnologie nel mondo energetico.

Una centrale elettrica virtuale è un’aggregazione di innumerevoli impianti di produzione, accumulo e consumo di elettricità. Singolarmente queste unità non sono in grado di offrire servizi ancillari al sistema (ovvero servizi di riserva e bilanciamento), avendo spesso problematiche relative alla variabilità dei profili di produzione o consumo, perché troppo piccoli per avere l’abilitazione ad operare nei mercati dei servizi ancillari o semplicemente per mancanza di personale dedicato a partecipare ai mercati elettrici. Operando singolarmente è inoltre anche molto più difficile rispettare le richieste tecniche imposte dal gestore del sistema elettrico.

Qual è la soluzione a queste barriere? Aggregarsi! La Centrale elettrica Virtuale (o Virtual Power Plant, VPP) connette impianti di diverse tecnologie ad un sistema di controllo centrale intelligente, che è il cuore della VPP. Oltre ad unire questi impianti, il sistema è in grado di ottimizzarne e armonizzarne il funzionamento garantendo la fornitura dei servizi ancillari, incrementando la sicurezza e l’affidabilità della fornitura fino a renderla comparabile, se non superiore, rispetto a quella delle centrali elettriche tradizionali. Non da ultimo si garantiscono guadagni ulteriori alle unità che partecipano alla VPP.

L’ottimizzazione del funzionamento è possibile grazie all’ impiego di algoritmi avanzati per determinare la programmazione dell’esercizio e la gestione in tempo reale degli impianti.

Ci si serve di strumenti quali un sistema di previsione meteorologica, che in combinazione alla simulazione e ai modelli computazionali, permette di prevedere accuratamente i consumi elettrici e termici e la generazione da fonte rinnovabile. Partendo da questa previsione l’algoritmo di ottimizzazione calcola quali sono i punti di funzionamento (set point) nonché quali unità accendere o spegnere per ottenere il massimo beneficio economico, fornendo al contempo il miglior servizio alla rete elettrica.

La flessibilità, intesa come risorsa, può essere venduta nei mercati per i servizi ancillari. In questi mercati i prezzi del servizio variano costantemente. La VPP consente di dare accesso alle unità che la costituiscono e gestisce la vendita di questi servizi .

virtual power plant

I vantaggi di una Virtual Power Plant

L'aggregazione di unità distribuite attraverso un sistema di controllo centrale offre una serie di vantaggi. La tabella seguente riassume quelli più significativi:

Vantaggi per il sistema elettrico Vantaggi per i proprietari degli impianti
Apre la strada all’integrazione di una quota altissima di elettricità prodotta da impianti da fonte rinnovabile nel sistema elettrico. Accesso a nuovi mercati cui non sarebbe possibile partecipare singolarmente.
Permette la riduzione dei prezzi nei mercati dei servizi ancillari (MSD and MB in Italia), grazie all’incremento di unità abilitate ad operare in tali mercati; Nuovi introiti dovuti alla partecipazione a questi mercati con investimenti bassissimi.
Si rende l’affidabilità del sistema non più garantita unicamente dalle grandi centrali tradizionali. Economie di scala, questo perché costi amministrativi, di hardware e operativi sarebbero notevoli per un impianto che partecipi singolarmente ai mercati.
Si garantisce maggiore efficienza dell’esercizio delle reti di trasmissione e distribuzione, con possibilità di prolungare la vita utile delle infrastrutture.