Le rinnovabili, che storicamente hanno portato il nome di “energia alternativa”, non sono più una fonte di generazione supplementare e sono destinate a essere le principali fonti energetiche mondiali nei prossimi anni. L’azienda Acciona ha collegato il primo impianto solare fotovoltaico galleggiante in Spagna alla rete elettrica nel bacino della Sierra Brava (Extremadura). Il progetto prevede anche la sperimentazione di diverse tipologie di pannelli fotovoltaici, per studiarne le prestazioni in questo tipo di ambiente.
Testando i pannelli solari bifacciali
L’installazione è composta da 3.000 moduli fotovoltaici di varia tipologia, distribuiti in cinque differenti strutture galleggianti e in differenti configurazioni di posizionamento, orientamento e inclinazione. L’obiettivo è analizzare le performance produttive ed i costi di installazione e manutenzione delle diverse soluzioni.
Tra gli elementi più innovativi ci sono l’installazione di pannelli bifacciali, moduli la cui superficie posteriore è trasparente per consentire l’incidenza della luce sulla faccia posteriore e la configurazione con un’inclinazione di 90 gradi, totalmente verticale. L’installazione consentirà di trarre conclusioni sul comportamento delle varie configurazioni e sul loro rapporto tra efficienza e costi. Il fine è trovare la combinazione più appropriata nello sviluppo di impianti fotovoltaici galleggianti.
Il settore degli impianti fotovoltaici galleggianti sta decollando poiché lo sviluppo tecnologico mostra la sua fattibilità tecnica ed economica. In particolare nelle regioni con scarsa disponibilità di terra o con una forte concorrenza per l’uso agricolo.
I vantaggi del fotovoltaico galleggiante
Inoltre, i fotovoltaici galleggianti hanno mostrato altri vantaggi rispetto a quelli terrestri, come le loro maggiori prestazioni dovute alla minore temperatura ambientale, la loro installazione su superfici piane con elevata esposizione solare. Il fotovoltaico galleggiante ha una chiara complementarità con la grande idraulica. Sfruttare le superfici dei serbatoi per generare ulteriore energia è una chiara ottimizzazione delle risorse. Questo sia per l’utilizzo degli spazi sia per la possibilità di utilizzare le connessioni di rete esistenti e stabilizzare la produzione da fonti di generazione alternative. La rete di serbatoi in Spagna è senza dubbio un mercato potenziale diretto per questa tecnologia.
Altri esempi di questa innovazione sono l’ibridazione di tecnologie, nuovi sistemi di accumulo di energia, l’uso di blockchain e robotizzazione, tra gli altri.
Ibridazione tecnologica
Le energie rinnovabili hanno intermittenze diverse e, in molti casi, complementari. In altre parole, sebbene di notte non ci sia il sole per generare elettricità, può esserci vento. Pertanto, l’ibridazione di diverse tecnologie rinnovabili contribuisce a rendere costante l’approvvigionamento della rete. Questo sfruttando gli spazi riducendo al minimo l’impatto ambientale e visivo.
La torre eolico-fotovoltaica
In questo senso Acciona ha sviluppato una soluzione pionieristica nel mondo, consistente nel rivestire la torre di una turbina eolica con pannelli fotovoltaici organici e flessibili destinati a produrre energia per il consumo elettrico interno della turbina. Il sistema è già stato installato nel parco eolico di Breña (Albacete) gestito da questa società. Aderiti alla torre, alta 80 metri, sono stati installati 120 pannelli solari posizionati con orientamento sud-est-sudovest. Questo per catturare la massima energia durante la giornata, e sono stati distribuiti in otto altezze, occupando una lunghezza totale di circa 50 metri di torre.
Nel prossimo futuro l’ibridazione di eolico e solare renderà più facile per alcuni parchi eolici aumentare la capacità di produzione energetica dei parchi. Questo contribuendo a una generazione di elettricità più efficiente e pulita.
Accumulo energetico
Le energie rinnovabili sono tradizionalmente accusate di non essere la base di un mix energetico stabile perché difficilmente “prevedibili e gestibili”. L’accumulo di energia elimina questo problema permettendo l’immissione in rete nelle fasce di forte richiesta.
Quando si parla di storage, bisogna tener conto che esistono diverse tecnologie per soddisfare le varie esigenze. Si sta infatti lavorando sullo stoccaggio di breve termine e di medio e lungo termine. Il primo permette di servire per l’adeguamento della domanda-offerta della rete, mentre il secondo renderà le energie rinnovabili il sostituto di quelle fossili. In definitiva, si tratta di migliorare la flessibilità dei sistemi elettrici per incorporare una maggiore capacità rinnovabile.
Un impianto a batteria ibrida
Acciona ha lanciato a Barásoain (Navarra) il primo impianto di accumulo di energia elettrica a batteria ibrida integrato in un parco eolico connesso alla rete in Spagna. L’impianto di Barásoain è dotato di un sistema di accumulo costituito da due batterie collocate in due contenitori. Una batteria con una potenza (risposta rapida) di 1 MW / 0,39 MWh (capace di mantenere 1 MW di potenza per 20 minuti) e un’altra batteria con potenza di risposta più lenta e maggiore autonomia, 0,7 MW / 0,7 MWh (in grado di mantenere 0,7 MW per un’ora), che preleva energia da una turbina eolica del Barásoain Experimental Wind Park, che la società opera dal 2013. La struttura è composta da tre unità aggiuntive. Uno per celle e analizzatori di media tensione, un altro per inverter / caricabatterie e trasformatori e un terzo per apparecchiature di controllo e monitoraggio.
Nello stabilimento verranno applicate soluzioni di accumulo con energia eolica connessa alla rete. Questo con l’intento di fornire servizi tecnologici avanzati volti a migliorare la qualità dell’energia immessa nel sistema. Si analizzeranno anche funzionalità come l’erogazione dei servizi di adeguamento al sistema elettrico, necessari per mantenere l’equilibrio permanente tra domanda e offerta. Attenzione anche per lo spostamento del contributo di energia alla rete in quei momenti in cui c’è una maggiore domanda.
Tracciabilità e blockchain
Che rapporto ha la blockchain con il settore energetico e nello specifico con il futuro delle energie rinnovabili?
Grazie a questa tecnologia è ora possibile garantire l’origine dell’energia ai clienti e agli altri agenti coinvolti. Questo è fondamentale per i clienti che scelgono di fonte di energia rinnovabile al 100%. In altre parole, lavora come notaio virtuale in tempo reale e in modo trasparente. Acciona, infatti, con il progetto Greenchain, è stata la prima azienda ad applicare la blockchain per la tracciabilità dell’origine 100% rinnovabile dell’energia immessa nella rete elettrica. Il sistema che l’azienda ha messo a punto è in grado di gestire i dati registrati nei contatori di ogni impianto, per contare le garanzie di origine rinnovabile.
Nuove tecnologie fotovoltaiche in sviluppo
L’energia solare sta crescendo grazie alla comparsa di nuove tecnologie che abbassano i costi di celle e pannelli fotovoltaici e ne ottimizzano le prestazioni. Fino ad ora, i moduli fotovoltaici erano basati sul silicio. Attualmente sono in fase di sviluppo nuovi modelli di pannelli organici che utilizzano il carbonio come materia prima e sono caratterizzati dalla loro flessibilità strutturale, che li rende adattabili a molte superfici differenti. Notevoli anche i suoi minori costi di manutenzione, il minor consumo di energia nella sua fabbricazione, le sue strutture logistiche e il pieno riciclaggio dei materiali utilizzati, ma la sua efficienza è ancora inferiore a quella dei moduli in silicio, quindi avanzerà nei prossimi anni.
Oltre a queste grandi tendenze che stanno già cambiando drasticamente le energie rinnovabili, le tecnologie che si stanno sviluppando in altri settori stanno trovando la loro utilità per ottimizzare la produzione di elettricità con le rinnovabili. Questo è il caso della robotizzazione, con la quale è possibile automatizzare attività come la pulizia dei pannelli solari. In questo stesso senso, i droni iniziano ad essere utilizzati per la manutenzione dei parchi e si sta valutando il loro utilizzo per le riparazioni in quota.
Internet of Things, Big Data e modelli di previsioni del tempo
Tutti contribuiscono a una migliore pianificazione e disponibilità della produzione di energia. Acciona è un pioniere nell’uso di queste tecnologie, poiché dispone dell’Acciona Renewable Energy Control Center (CECOER), un “grande cervello” centrale che, dalla Navarra, cattura, analizza, elabora e risponde a centinaia di migliaia di dati da di 400 impianti rinnovabili dislocati in 19 paesi del mondo.
In breve, tecnologie innovative per la previsione della produzione e della domanda, sistemi di accumulo di energia associati a impianti rinnovabili, strumenti di manutenzione predittiva, sistemi di generazione distribuita, tra gli altri sviluppi tecnologici, segneranno un nuovo modello di integrazione nell’immediato futuro di energie rinnovabili nella rete elettrica.
