Che impatto ha il fotovoltaico distribuito sulla rete?

Le dinamiche delle reti di distribuzione stanno subendo significative trasformazioni, influenzate dall'integrazione dei sistemi energetici fotovoltaici (PV) distribuiti. Mentre il fotovoltaico distribuito, insieme alle tecnologie di stoccaggio dell’energia e di microrete, continua ad avanzare, le reti di distribuzione stanno passando dai loro tradizionali ruoli passivi a quelli più attivi. Questo cambiamento ha introdotto un nuovo livello di complessità nella gestione e nella manutenzione operativa di queste reti.

La sfida di mantenere l’equilibrio energetico della rete è aumentata. Attualmente, in molte aree, mancano un monitoraggio adeguato e previsioni predittive per la generazione fotovoltaica distribuita. Questo divario rende inefficaci i metodi tradizionali di previsione del carico, in particolare in località con una sostanziale integrazione fotovoltaica distribuita, compromettendo così la precisione delle previsioni del carico. Di conseguenza, le reti sono costrette a mantenere livelli più elevati di capacità di riserva per far fronte alla variabilità della generazione fotovoltaica distribuita. L’impatto combinato del fotovoltaico distribuito, del fotovoltaico centralizzato e della generazione eolica complica la gestione dei picchi di carico, soprattutto durante i periodi di bassa domanda e le vacanze.

La stabilità della rete, in termini di regolazione della frequenza e della tensione, è stata influenzata negativamente. I sistemi fotovoltaici distribuiti, funzionanti con un fattore di potenza costante (solitamente cos φ=1), non contribuiscono alla potenza reattiva. Questa situazione ha portato ad una diminuzione o addirittura ad un'inversione della tendenza all'off-grid nelle zone con collegamenti alla rete centralizzata, causando notevoli aumenti di tensione in alcune parti del sistema. I livelli di tensione possono aumentare oltre i limiti accettabili durante i periodi di picco di carico o durante le vacanze, con conseguente potenziale disconnessione degli impianti fotovoltaici in scenari estremi.

La rapida espansione diconnessioni fotovoltaiche distribuiteha facilitato il bilanciamento del carico locale, contrastando efficacemente l’aumento del carico di fornitura della rete e sostituendo alcune unità tradizionali di generazione di energia. Tuttavia, durante i guasti, l'incapacità del fotovoltaico distribuito di fornire potenza reattiva porta a un supporto dinamico inadeguato della potenza reattiva, causando un calo dei livelli di tensione transitoria e, in casi estremi, buchi di tensione prolungati.

I sistemi fotovoltaici distribuiti forniscono potenza attiva in base alla disponibilità della luce solare, ma non sono in grado di adattarsi in modo adattivo alle fluttuazioni della frequenza della rete. Al diminuire della quota delle fonti energetiche convenzionali diminuisce la capacità di regolazione della frequenza della rete.

Inoltre, l’affidabilità dell’alimentazione elettrica deve affrontare nuove sfide. In caso di guasto della linea, il fotovoltaico distribuito può fornire energia ai clienti disconnessi, riducendo notevolmente il tempo medio di interruzione annuale dei carichi critici. Tuttavia, valutare l’affidabilità della rete di distribuzione in condizioni di FV distribuito connesso alla rete richiede la considerazione di nuovi fattori, come il potenziale di islanding e la natura imprevedibile della produzione di generazione distribuita.

In sintesi, l’aumento della produzione di energia fotovoltaica distribuita sta rimodellando il panorama operativo delle reti di distribuzione, rendendole più attive ma complicandone anche il funzionamento e la manutenzione. Questa evoluzione pone sfide nel bilanciamento della potenza, nella stabilità della rete e nell’affidabilità, richiedendo soluzioni innovative e adeguamenti nelle pratiche di gestione della rete.