“La tecnologia grid-forming non è più sperimentale: è qui e funziona”.

Uno dei motivi per cui abbiamo iniziato questa conversazione è stato il documento che Sungrow ha pubblicato sulla tecnologia di grid-forming. Può spiegarci perché l’avete pubblicato e di cosa tratta?

Certamente. Abbiamo pubblicato il documento per condividere le intuizioni e i progressi tecnici che abbiamo compiuto nella tecnologia di grid-formation (formazione della rete). Poiché un numero sempre maggiore di risorse basate su inverter si connette ai sistemi di alimentazione a livello globale, abbiamo riconosciuto la necessità di fornire una panoramica chiara di ciò che il grid-forming effettivamente comporta, non solo come concetto di controllo, ma come integrazione a più livelli di hardware, software e ingegneria a livello di sistema. Il documento mette in evidenza come replicare i comportamenti fondamentali dei generatori sincroni, come l’inerzia e lo smorzamento, mantenendo la flessibilità dell’elettronica di potenza. È anche un tentativo di contribuire alla comprensione e alla collaborazione a livello industriale.

Da quanto tempo è in fase di sviluppo il grid-forming e qual è stato il percorso di Sungrow?

Il concetto risale a uno o due decenni fa. L’industria ha lavorato alla sua implementazione e i diversi produttori possono adottare approcci leggermente diversi. In Sungrow, il nostro percorso si è concentrato sulla costruzione di una solida base tecnologica che fonde la fisica della generazione tradizionale con i vantaggi dei moderni sistemi di inverter. Questo include tutto, dalla risposta in frequenza e il supporto ai cortocircuiti alla gestione termica e alle architetture di controllo multistrato. Il nostro obiettivo è sempre stato quello di portare stabilità, scalabilità e interoperabilità a sistemi di alimentazione complessi, sia in rete che fuori rete.

Parlando di sistemi off-grid, può dire che è lì che questa tecnologia ha preso piede?

Sì, è vero. Molte delle prime implementazioni riguardavano sistemi off-grid o a isola, ambienti in cui mantenere la stabilità di tensione e frequenza senza una rete centrale è particolarmente impegnativo. Ma ora vediamo crescere le stesse esigenze negli ambienti connessi alla rete, soprattutto con l’aumento della penetrazione delle fonti rinnovabili e il ritiro delle macchine sincrone convenzionali.

Come si comportano gli inverter grid-forming rispetto ai generatori sincroni per quanto riguarda la risposta ai disturbi nel mondo reale?

Dal punto di vista funzionale, gli inverter grid-forming mirano a replicare il comportamento voltage-source delle macchine sincrone. Forniscono una risposta simile all’inerzia, la regolazione della frequenza, il controllo della tensione e persino il ride-through dei guasti. La differenza sta nell’hardware: i generatori sincroni sono elettromeccanici, mentre gli inverter sono dispositivi basati su software. Ciò significa che dobbiamo progettare attentamente le strategie di controllo e talvolta migliorare l’hardware per ottenere risposte simili. Ad esempio, abbiamo sviluppato sistemi di raffreddamento più efficienti e schemi di bilanciamento delle celle per gestire i frequenti cicli che la formazione della rete comporta.

Come sono i costi rispetto ai generatori sincroni, soprattutto se si considerano il funzionamento e la manutenzione?

Le macchine sincrone hanno una manutenzione elevata a causa delle parti in movimento e dei motori primi. I nostri sistemi di inverter, sia per il fotovoltaico che per l’accumulo di energia, sono modulari, non hanno parti in movimento e sono più facili da monitorare e aggiornare. La possibilità di riprogrammare le funzionalità tramite aggiornamenti del firmware è un grande vantaggio. A lungo termine, gli inverter per la formazione della rete offrono una soluzione più economica e flessibile, soprattutto in caso di cambiamento dei requisiti.

Quali sono gli attuali ostacoli a un’adozione più ampia: tecnici, normativi o economici?

Tutti e tre, in una certa misura. Tecnicamente, è più complesso implementare e scalare i sistemi a griglia. Gli ambienti normativi sono frammentati, anche se in via di miglioramento. L’aspetto economico è meno rilevante. Gli inverter di rete offrono un valore a lungo termine grazie alla minore manutenzione, alla maggiore flessibilità e alla possibilità di aggiornare il firmware. Nel frattempo, i produttori si sforzano a ridurre il costo della tecnologia attraverso una maggiore maturità. Una delle sfide più grandi è l’esperienza operativa: si tratta ancora di una tecnologia relativamente nuova e abbiamo bisogno di più tempo e dati per creare fiducia nel settore.

Quanto sono diversi i requisiti normativi nei vari mercati per le tecnologie di formazione della rete?

Variano molto. La Cina, ad esempio, ha emanato norme sulla risposta di frequenza e sul comportamento in caso di cortocircuito. La Germania richiederà servizi di inerzia a partire dal 2026. Il codice di rete del Regno Unito prevede disposizioni specifiche per le prestazioni di formazione della rete. L’Australia è all’avanguardia sotto molti aspetti, con linee guida dettagliate sulle prestazioni e un quadro di riferimento per i test. Il Nord America sta recuperando terreno, soprattutto in Stati come il Texas. Sebbene i requisiti siano diversi, vediamo dei punti in comune: stabilità della frequenza e della tensione, controllo delle armoniche e capacità di superare i guasti in condizioni di rete debole. Ecco perché progettiamo i nostri sistemi con un livello di controllo flessibile ma robusto, che può essere adattato ai diversi mercati.

Ci sono sfide da affrontare quando si implementa la tecnologia di formazione della rete su larga scala?

Sì, soprattutto nel funzionamento in parallelo. Ogni inverter funziona come una sorgente di tensione indipendente, quindi coordinarli senza instabilità è complesso. Noi affrontiamo questo problema utilizzando tecniche avanzate di impedenza virtuale e di sincronizzazione per gestire la distanza elettrica e la condivisione del carico. Inoltre, i sistemi basati su inverter devono soddisfare i requisiti di cortocircuito e sovraccarico, aree in cui i generatori tradizionali erano considerati un vantaggio a causa della loro massa meccanica. Abbiamo sviluppato un hardware robusto per superare queste sfide e lo abbiamo testato in grandi installazioni. In definitiva, si tratta di un gioco equo per diversi formati di generazione.

Prevede che le tecnologie grid-forming sostituiranno completamente le tecnologie grid-following o esiste un mix ottimale?

Questa è un’ottima domanda. In questo momento, il grid-forming sta rapidamente guadagnando terreno perché abbiamo bisogno di una maggiore stabilità della rete. Come abbiamo visto in incidenti come il blackout in Spagna, avere più risorse grid-forming online avrebbe potuto contribuire a mitigare l’impatto. Sebbene alcuni sostengano la necessità di un approccio ibrido, riteniamo che il grid-forming diventerà l’opzione predefinita per i nuovi progetti, soprattutto quando gli operatori di sistema si muoveranno verso requisiti più severi. Dal punto di vista economico, il costo è ancora elevato, ma la funzionalità e la sicurezza per il futuro giustificano l’investimento. Con il tempo, il mix potrebbe spostarsi verso la dominanza del grid-forming.

Può illustrarci uno dei suoi principali progetti che utilizzano la tecnologia grid-forming?

Assolutamente sì. Un ottimo esempio è la microgrid del resort Amaala in Arabia Saudita. Si tratta di un complesso sistema a isola che combina fotovoltaico, accumulo di batterie e anche generatori di riserva. Abbiamo fornito 125 MW di inverter fotovoltaici e 160 MW/760 MWh di accumulo di energia a questo progetto. L’impianto funziona completamente fuori rete, il che significa che i requisiti di stabilità del sistema sono molto elevati. La tecnologia di formazione della rete gestisce la frequenza, la tensione e la condivisione dell’energia tra più fonti. È una dimostrazione di come il controllo intelligente possa consentire un’alimentazione affidabile e sostenibile in ambienti remoti.

C’è qualcos’altro che vorrebbe condividere?

Il grid-forming non è più sperimentale: è qui e funziona. L’abbiamo implementato in diversi continenti, anche in ambienti difficili. L’industria si sta muovendo verso sistemi più intelligenti e stabili e le tecnologie di formazione della rete sono una parte fondamentale di questa transizione. Siamo lieti di collaborare con le autorità di regolamentazione, gli sviluppatori, gli operatori e il mondo accademico per continuare a far progredire questa tecnologia.

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