Ibridizzazione - Soluzioni flessibili per far incontrare domanda e offerta di energia

La crescente influenza delle rinnovabili implica che il sistema energetico stia rapidamente evolvendo per potersi adattare alla decentralizzazione dell'energia. 

Decentralizzazione: dal momento che la generazione di energia è sempre più decentralizzata presso la sede del consumatore o in prossimità, i distributori di energia sono impegnati a soddisfare nella maniera più puntuale possibile le variazioni in termini di domanda e offerta. Le migliori tecnologie per raggiungere tale equilibrio sono lo storage distribuito, le microreti e le misure volte a soddisfare la domanda e a garantire l'efficienza energetica. 

Contemporaneamente i sistemi intelligenti si evolvono in modo da bilanciare la rete gestendo in loco la produzione e il consumo dell'energia elettrica, livellando eccedenze e carenze. La digitalizzazione è un ingrediente vitale per facilitare la crescita di sistemi energetici decentrati, rendendo possibile una comunicazione aperta, in tempo reale e automatizzata. Verranno utilizzati sempre più sistemi di misurazione intelligenti, di controllo remoto e di automazione. Oltre le misure, le piattaforme di ottimizzazione e aggregazione come per esempio dispositivi e software evoluti consentiranno un livello superiore di connessione.

Accelerare l'elettrificazione di molte applicazioni tradizionalmente alimentate a idrocarburi è essenziale per raggiungere gli obbiettivi a lungo termine di riduzione della dipendenza dai combustibili fossili e sarà una rilevante risorsa distribuita. Si registrerà inoltre un crescente passaggio a veicoli elettrici, colonnine elettriche di ricarica e pompe di calore, che a loro volta si prestano alla generazione in loco di energia.

Le tre tendenze di decentralizzazione, digitalizzazione ed elettrificazione hanno il potenziale di sovvertire il sistema elettrico convenzionale e si rafforzano a vicenda. Tale potenziale di destabilizzazione è ulteriormente favorito dai costi energetici che si riducono esponenzialmente, dai modelli di business innovativi e dal ridotto utilizzo delle risorse nel sistema di distribuzione elettrico.

L'ibridizzazione, sottoforma di energy storage, è una delle principali tecnologie odierne e sta acquisendo sempre maggior importanza e interesse. L'accumulo energetico ci offre soluzioni flessibili per far incontrare domanda e offerta colmando il divario tra energia prodotta ed energia consumata, smorzando i picchi di carico e i blackout della rete.

Avvalendosi di tecnologie e servizi grid edge,nel sistema energetico del futuro, i clienti potranno produrre, consumare, immagazzinare e vendere energia.

Per i clienti del sistema energetico del futuro, l'immagazzinamento energetico risolve le problematiche legate all'imprevedibilità, dovuta ad esempio ai fenomeni atmosferici (nel caso delle fonti di energia rinnovabile) e alle esigenze in ambito industriale (con le note variazioni del picco della domanda). Ed è proprio qui che entra in gioco l'ibridizzazione.

L'ibridizzazione può essere definita, in maniera semplice e generica, come un qualunque sistema composto da due o più fonti di energia che concorrono insieme allo svolgimento di un'attività. Probabilmente la forma di ibridizzazione attualmente più nota è quella dei veicoli ibridi, dove un comune sistema di propulsione con motore a combustione interna è combinato con un sistema di propulsione elettrico dando vita a un sistema appunto "ibrido". In questo caso, grazie all'ibridizzazione si ottengono risparmio di carburante, prestazioni migliori ed emissioni ridotte. 

Le soluzioni ibride vengono implementate prevalentemente per almeno uno dei seguenti motivi: 
per

• ridurre o posticipare le spese in conto capitale (CAPEX); 
• evitare il sovradimensionamento del sistema; 
• posticipare l'investimento infrastrutturale; 
• favorire la produzione energetica in loco; 
• impedire l'instabilità energetica; 
• favorire l'ingresso delle energie rinnovabili nell'infrastruttura del sistema di rete. 

In presenza di eccedenze di produzione, il sistema ibrido può convogliare l'energia verso l'immagazzinamento. Quando i livelli della domanda di energia sono elevati, è possibile accedere al mezzo di immagazzinamento per ottenere una fonte energetica supplementare;

• Ridurre le spese di esercizio (OPEX) 
• Migliorare l'efficienza del sistema 
• Incrementare la disponibilità del sistema 

I sistemi ibridi possono incrementare l'efficienza del sistema e ovviare alle interruzioni dell'alimentazione elettrica dovute a problemi nel sistema di distribuzione;

• Ridurre i tempi di inattività del sistema accrescendo la solidità in caso di problemi della tensione di alimentazione

Si prevede che l'ibridizzazione continui a crescere in modo significativo in un'ampia gamma di settori industriali, anche in ambito navale, e in settori commerciali grazie alla riduzione dei costi delle batterie e all'aumento della capacità di immagazzinamento.

Coloro che desiderano adottare l'ibridizzazione nelle proprie applicazioni possono rivolgersi a Danfoss Drives, che li aiuterà nella scelta di una soluzione di immagazzinamento energetico. La nostra azienda mette a disposizione assistenza individuale e altre risorse per fornire al cliente maggiori dettagli sull'ibridizzazione consentendo di individuare la soluzione più efficace. Ad esempio, vi invitiamo a partecipare ai nostri webinar.

Un progetto notevole per traghetti di nuova costruzione ad Amsterdam con propulsione elettrica/batteria-ibrida. Danfoss Drives si è occupata del progetto fornendo servizi di ingegneria, collaudi e prodotti.

L'accumulo energetico viene spesso rappresentato come un fattore essenziale per l'integrazione dell'energia rinnovabile all'interno di un sistema di produzione di energia. Danfoss sta ampliando l'ambito dell'immagazzinamento energetico e sta sviluppando soluzioni capaci anche di ottimizzare i consumi energetici. Se si integrano sistemi per l'immagazzinamento energetico sia nelle macchine che in interi processi, è possibile migliorare sensibilmente la qualità dell'energia e migliorare le prestazioni e l'efficienza totale.

Il sistema energetico del futuro assegnerà nuovi ruoli al sistema di rete e incorporerà innumerevoli tecnologie del cliente finale. Danfoss Drives offre prodotti, progettazione e soluzioni di collaudo per l'immagazzinamento energetico in innumerevoli applicazioni di ibridizzazione, come il livellamento del picco di carico, la capacità di black-start, l'energia di backup e il time shifting, in una vasta gamma di settori:

Integrazione delle fonti di energia rinnovabile

• Previsioni nella produzione di energia
• Riduzione dei picchi
• Time shift nella produzione di energia

Stabilità del sistema di rete, servizi ausiliari

• Regolazione della frequenza/emulazione dell'inerzia
• Riserve rotanti
• Capacità di sovraccarico/boosting
• Risposta/avvio rapidi

μGrid

• Compensazione del picco di potenza a livello di sottostazione
• Alimentazione di backup in caso di disturbi

Rendimento

• Ottimizzazione della produzione energetica in combinazione con generatori diesel e GNL
• Ottimizzazione dei consumi dei carichi in ambito marittimo
• Energia pulita nei porti

Ecologia

• Energia pulita nei porti
• Time shift, integrazione di fonti di energia rinnovabile

Disponibilità di alimentazione elettrica

• Alimentazione elettrica ininterrotta per telecomunicazioni, aeroporti e ospedali

Settore edile ed estrattivo

• Ottimizzazione del funzionamento con batterie nella produzione energetica locale, solitamente gestita con gruppi elettrogeni a diesel 
• Ibridizzazione della macchina