Riserve di potenza

Definizione

Gestori della rete di trasmissione come Terna si servono di riserve di potenza per bilanciare le fluttuazioni nella rete generate da un lato dalla potenza di immissione di energia solare ed eolica in continuo cambiamento, dall’altro da sovraccarichi di rete locali e regionali. La frequenza di rete sale o scende in base alla presenza di troppa o troppa poca energia nella rete. Il gestore della rete di trasmissione è tenuto a regolarla impiegando riserve positive per accrescere la frequenza o riserve negative per diminuirla.

La predisposizione di riserve di potenza avviene tramite i produttori di energia, gli impianti di accumulo (impianti di pompaggio, in crescita anche lo stoccaggio in batteria) e i grandi consumatori di energia italiani. Sul fronte dei produttori non partecipano soltanto le grandi centrali elettriche, ma per l’erogazione di alcuni servizi anche gli impianti per la produzione di energia da fonti rinnovabili, che si aggregano nelle centrali elettriche virtuali in cosiddetti pool di energia (“aggregazioni”) per contribuire alla predisposizione di risorse di bilanciamento e alla gestione di eventuali congestioni. Attualmente si sta lavorando a una progressiva liberalizzazione dei limiti di ingresso per il mercato del bilanciamento italiano.

Per quale motivo la rete ha bisogno di riserve di potenza?

Con il maggiore sfruttamento delle energie rinnovabili è naturale che si manifestino oscillazioni più elevate nella rete elettrica, poiché il vento non soffia sempre con la stessa potenza e il sole è talvolta velato dalle nuvole. I consumatori, assorbendo carichi di energia sempre diversi, causano oscillazioni continue nella rete. Ciononostante, la corrente elettrica in Italia viene a mancare su ampie superfici soltanto in rarissimi casi. Questa sicurezza dell’approvvigionamento deriva da previsioni di immissione e prelievo le più precise possibili da parte di produttori e consumatori. In questo modo il gestore della rete di trasmissione Terna è in grado di programmare al meglio i flussi di carico nella rete e di mantenere la normale frequenza di rete a 50 Hertz.

Ma che cosa succede se il consumo di energia elettrica cresce a dismisura improvvisamente? O se un cambiamento repentino delle condizioni atmosferiche si ripercuote negativamente sulla produzione di energia solare ed eolica? E se una grande centrale convenzionale smette di funzionare? In queste eventualità nella rete elettrica si verifica uno sbilanciamento improvviso che vanifica qualsiasi previsione. La rete dovrà dunque ricorrere alle riserve di potenza per essere stabilizzata.

Richiesta di riserve di potenza

Se il gestore della rete di trasmissione rileva nella propria rete una deviazione di frequenza, tramite una postazione di comando attiva l’operatore del mercato di bilanciamento collegato alla sua rete. Nel più semplice dei casi questo avviene in teoria telefonicamente, anche se un’attivazione automatica tramite un comando apposito con teletrasmissione dei dati all’interfaccia dell’impianto rappresenta un metodo di maggiore praticità e sensibilmente più sicuro. L’attivazione trasforma il comando ricevuto tramite la postazione di comando dell’impianto in un aumento o diminuzione della produzione di energia elettrica. L’impianto eroga riserve di potenza nelle quantità previamente pattuite da contratto.

Nella Centrale elettrica virtuale di Centrali Next è la Next Box, collegata con il sistema di comando della centrale virtuale tramite una connessione mobile assicurata, a farsi carico della trasmissione del comando e dei dati. È qui che le richieste di riserve di potenza in entrata inviate dal gestore della rete di trasmissione vengono assegnate ai singoli impianti collegati. L’intervento manuale del gestore non è necessario, ma comunque possibile in qualsiasi momento.

Tipi di riserve di potenza

Va da sé che le riserve di potenza devono essere predisposte nel minor tempo possibile per stabilizzare la rete elettrica. Non tutti gli impianti di produzione di energia e di consumo sono in grado tuttavia di attuare l’aumento o la diminuzione di produzione richiesti nel giro di secondi. Per adattarsi ai diversi tipi di impianti, il mercato distingue pertanto tre diversi tipi di riserve di potenza:

FCR (Frequency Containment Reserve)

La FCR (riserva per il contenimento della frequenza) è il tipo di riserva di energia più veloce in assoluto che deve essere predisposto nel giro di secondi. Tutti gli impianti italiani di produzione di energia con una potenza superiore ai 10 MVA sono obbligati a predisporre FCR, a meno che non siano vettori volatili di energia rinnovabile o geotermica.

Al fine di consentire l’attivazione nel giro di secondi, un misuratore di frequenza di rete rileva direttamente sull’impianto la frequenza sul posto. Alla luce dei risultati di misurazione il comando dell’impianto regola in automatico e costantemente la potenza di produzione di energia elettrica all’interno della cosiddetta fascia di bilanciamento, aumentando o diminuendo il carico. Per questa fascia di bilanciamento l’impianto deve predisporre almeno l’1,5% della propria capacità, nelle isole (Sicilia e Sardegna) la percentuale è del 10%.

La aFRR (riserva per il ripristino della frequenza con attivazione automatica) è il tipo di riserva “automatizzato” delle riserve di sostituzione (RR), in Italia nota ancora come “energia di riserva secondaria”. Sottostà alle stesse condizioni di predisposizione con una differenza rilevante: l’attivazione deve assolutamente avvenire tramite un’unità di comando a distanza o un’interfaccia, nel caso di Centrali Next tramite la Next Box. Tale interfaccia deve inoltre segnalare i dati relativi alla potenza al sistema di comando, in modo tale che Terna possa rilevare lo stato delle riserve secondarie. Nel giro di cinque minuti dal comando di attivazione inviato dal gestore della rete di trasmissione, l’impianto deve reagire, entro 15 minuti devono essere disponibili almeno 10 MW delle risorse di bilanciamento pattuite.

RR (Replacement Reserve)

La RR, nota anche come “Altri servizi”, è la forma più lenta tra le riserve di potenza essendo svincolata da un’attivazione automatica tramite un’interfaccia o la postazione di comando. Gli operatori di mercato RR devono comunque fornire le risorse di bilanciamento pattuite entro un determinato lasso di tempo: anche in questo caso l’impianto deve reagire nel giro di cinque minuti dal comando di attivazione inviato da Terna, entro 15 minuti devono essere disponibili almeno 10 MW delle risorse concordate.

Per poter partecipare al mercato RR come impianto di piccole dimensioni o come impianto per la produzione di energie rinnovabili, è ragionevole collegare l’impianto a una centrale elettrica virtuale. Quest’ultima trasmette i comandi di attivazione RR in automatico tramite interfaccia di protocollo ai singoli

Negoziazione delle riserve di potenza e fabbisogno

Le riserve di potenza vengono negoziate in Italia sul Mercato dei Servizi di Dispacciamento (MSB) e sul Mercato del Bilanciamento (MB) in stretto contatto con il Mercato Infragiornaliero (MI). L’azione combinata di questi tre mercati mira a mantenere l’impiego di risorse di bilanciamento a livelli possibilmente ridotti e convenienti. Come funziona nel concreto ve lo spieghiamo nel nostro articolo Mercato dei Servizi di Dispacciamento (MSD).