FV distribuito e accumulo di batterie per il curtailment nelle reti a bassa tensione

Con una capacità di rete insufficiente per assorbire l’eccesso di “elettroni verdi”, la riduzione dell’energia solare distribuita e dei sistemi di accumulo dell’energia a batteria (BESS) è destinata ad avere un forte impatto sulla transizione del sistema energetico in tutto il mondo. L’Australia offre un caso di studio unico, perché ha il più alto tasso di installazione di impianti fotovoltaici su tetto, con oltre 3 milioni di case solari, e un parco BESS distribuito in crescita.

In Australia, gli inverter fotovoltaici e a batteria distribuiti sono tenuti ad adottare modalità di risposta alla qualità della tensione per evitare aumenti eccessivi di tensione causati dall’aumento delle esportazioni di energia durante il giorno, ma queste modalità possono ridurre la produzione di energia e limitare il valore che si può ottenere da questi asset. Ora, per la prima volta, i ricercatori dell’UNSW hanno studiato tutte le modalità di risposta alla qualità dell’energia degli inverter e hanno sviluppato nuovi algoritmi per valutare il curtailment.

Hanno lavorato su un campione di 1.300 famiglie dell’Australia meridionale, che sta registrando la più alta diffusione di impianti solari su tetto al mondo, con una penetrazione del fotovoltaico distribuito superiore al 40%. Il loro studio ha confrontato il curtailment sperimentato tra i siti con solo fotovoltaico distribuito e quelli con fotovoltaico distribuito accoppiato a batterie.

I risultati hanno mostrato che la perdita media di curtailment è stata dell’1,5% per i siti con fotovoltaico distribuito e dello 0,2% per i siti con fotovoltaico distribuito accoppiato a batterie. Tuttavia, alcuni siti sono stati pesantemente colpiti, perdendo fino al 25% della generazione.

I ricercatori hanno identificato le ragioni della maggiore perdita di energia elettrica in guasti ai cavi e alle connessioni di rete e nei punti di regolazione dell’alta tensione nelle rispettive sottostazioni locali delle famiglie.

“Un’altra ragione potenziale per i siti fortemente colpiti è che si trovano verso la fine della linea di alimentazione a bassa tensione, ma non è stato possibile verificarlo a causa della mancanza di dati spaziali”, hanno detto i ricercatori.

I ricercatori hanno osservato che l’ampia variazione della generazione ridotta tra i vari siti solleva preoccupazioni per i proprietari dei sistemi e hanno suggerito di indagare ulteriormente sulla progettazione e sulle normative relative alla modalità di risposta alla qualità dell’energia.

Il loro studio ha anche esaminato la conformità degli inverter utilizzando dati operativi reali per tutte e tre le modalità di risposta alla qualità dell’energia e ha rilevato un basso tasso di conformità secondo gli standard australiani. Secondo i ricercatori, sono state riscontrate “varie discrepanze nell’esecuzione di queste modalità, il che desta preoccupazione se si considera la crescente importanza del parco inverter per la TV distribuita e le batterie nel supportare le operazioni e la sicurezza della rete”.

“I risultati richiedono pertanto ulteriori indagini sulle ragioni di queste discrepanze e l’elaborazione di meccanismi appropriati per rafforzare i controlli di conformità degli inverter”, hanno dichiarato i ricercatori, invitando gli operatori dei sistemi di distribuzione e i produttori di inverter a prendere provvedimenti.

I ricercatori sostengono che l’adozione di spese di rete per regolare le reti a bassa tensione al fine di ridurre il curtailment è una possibile strada da percorrere in futuro. Tuttavia, questa potrebbe essere un’opzione costosa.

Secondo i ricercatori, altre soluzioni potrebbero includere l’implementazione di prezzi di rete dinamici, inviluppi operativi dinamici e limiti di esportazione dinamici per utilizzare la capacità di hosting delle reti in modo più efficace.

I ricercatori hanno discusso i loro risultati in “Real-world data analysis of distributed PV and battery energy storage system curtailment in low voltage networks“, recentemente pubblicato su Renewable and Sustainable Energy Reviews.