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1 G.B. ZORZOLI Quanto è programmabile il Fotovoltaico? Giornata di studio su «La programmazione dell'immissione in rete della produzione da fonti rinnovabilie e il Virtual Power Plant» Firenze,

2 ISES ITALIA (sezione nazionale dell International Solar Energy Society) è un'associazione non profit, attiva dal 1978, con l obiettivo di promuovere la conoscenza e l utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili e dell efficienza energetica. A questo scopo ISES ITALIA svolge le seguenti attività diversificate a seconda dei vari target: Informazione tecnica e divulgativa; Formazione tecnica, normativa ed economica; Assistenza a istituzioni, organizzazioni, aziende, scuole. I soci di ISES ITALIA sono soggetti individuali, operatori e aziende del settore delle rinnovabili, enti pubblici locali e nazionali, associazioni di categoria, istituti di ricerca e università, scuole, agenzie energetiche locali. Per maggiori informazioni consultare il sito o scrivere a info@isesitalia.it

3 LA GENERAZIONE ELETTRICA PER VIA FV PRESENTA DUE BEN NOTE LIMITAZIONI E ATTIVA SOLO DURANTE LE ORE DIURNE VARIA CON L IRRAGGIAMENTO SOLARE

4 ALLA PRIMA LIMITAZIONE STA CERCANDO DI PORRE RIMEDIO LA R&S Ricercatori dell Idaho National Laboratory del DOE hanno messo a punto un processo a loro dire poco costoso per produrre fogli di plastica contenenti miliardi di nanoantenne, che captano la radiazione nell infrarosso generata dal sole. Attualmente stanno affrontando il problema di come convertirla in energia elettrica PER ORA UN FUTURIBILE, MA DA TENERE D OCCHIO

5 LA VARIABILITÀ DIURNA DELL IRRAGGIAMENTO SOLARE È DI NATURA DETERMINISTICA, DOVUTA AL MOVIMENTO APPARENTE DELL ASTRO DURANTE IL GIORNO DI NATURA STOCASTICA, DOVUTA ALL INTERCETTAMENTO DELLA RADIAZIONE SOLARE DA PARTE DI NUVOLE, ANCHE SE PARTE DELLA RADIAZIONE INDIRETTA VIENE UGUALMENTE ASSORBITA DALLE CELLE FV ALLA COMPONENTE DETERMINISTICA DELLA VARIABILITÀ SI PUÒ OVVIARE DOTANDO L IMPIANTO FV DI UN SISTEMA DI INSEGUIMENTO SOLARE

6 L EFFETTO SULLA GENERAZIONE ELETTRICA DELLA COMPONENTE STOCASTICA VARIA PERÒ IN FUNZIONE DEL NUMERO DI IMPIANTI INSTALLATI DELLA LORO DISTRIBUZIONE TERRITORIALE

7 È INTUITIVO CHE SIA COSÌ, MA LA QUANTIFICAZIONE DI QUESTO EFFETTO È SPESSO TRASCURATA ANCHE SE È STUDIATA DA TEMPO AD ES. WIEMKEN ET AL., UTILIZZANDO I DATI DEI SITI DEGLI IMPIANTI FV TEDESCHI HANNO DIMOSTRATO CHE IN UN INTERVALLO DI 5 MINUTI IN UN SINGOLO IMPIANTO LE VARIAZIONI DI POTENZA POTEVANO SUPERARE IL ± 50%, MA LA POTENZA COMPLESSIVA MESSA IN RETE DA 100 IMPIANTI DISTRIBUITI SU UN AREA DI KM 2 LE VARIAZIONI NON SUPERAVANO IL ± 5% E. Wiemken et al., Power characteristics of PV ensembles: experiences from the combined power production of 100 grid connected PV systems distributed over the area of Germany, Solar Energy 70 (6) , 518, 2001

8 un approccio diverso era stato precedentemente adottato da tre studiosi italiani. Su basi puramente teoriche con riferimento all andamento dei dati Quanto è programmabile il Fotovoltaico? UN APPROCCIO DIVERSO ERA STATO PRECEDENTEMENTE ADOTTATO DA TRE STUDIOSI ITALIANI. SU BASI PURAMENTE TEORICHE, CON RIFERIMENTO ALL ANDAMENTO DEI DATI GIORNALIERI DI INSOLAZIONE PER 3 ANNI NON CONSECUTIVI IN 24 LOCALITÀ ITALIANE, È STATA VALUTATA LA POTENZA ATTENDIBILE, CHE È RISULTATA ESSERE PARI A 0,345 QUELLA MASSIMA NEL SUD E A 0,265 NEL NORD L. Biondi, R. Galli, R. Giovanelli, Valorizzazione dell energia elettrica di origine fotovoltaica,, Energia, n.3, 50-60,1990

9 LO STUDIO PIÙ RECENTE, COMPLETO E ORGANICO È DELL ENERGY LAB DELL UNIVERSITÀ DI BERKELEY

10 LO STUDIO HA UTILIZZATO I DATI STORICI DELL ATMOSPHERIC RADIATION MEASUREMENTS (ARM) NEL SOUTHERN GREAT PLAINS (SGP), PRIMA AREA DI MISURAZIONE ENTRATA IN SERVIZIO NEL QUADRO DEL PROGRAMMA ARM DEL DOE SGP PRESENTA UNA CONFORMAZIONE GEOGRAFICA RELATIVAMENTE OMOGENEA, GRANDE VARIABILITÀ DEL CLIMA, IN PARTICOLARE DELLA NUVOLOSITÀ, QUINDI DELLA RADIAZIONE SOLARE A TERRA, CHE SI TRADUCONO IN AMPIE VARIAZIONI STAGIONALI DELLA TEMPERATURA E DELL UMIDITÀ

11 ESTESO SU KM 2 NELL OKLAHOMA E IN PICCOLA PARTE NEL KANSAS, SGP È IL PIÙ VASTO E PIÙ STRUMENTATO CAMPO DI RICERCA SUL CLIMA AL MONDO

12 I DATI SOLARI UTILIZZATI DALLO STUDIO SONO RELATIVI ALLA MEDIA MINUTO PER MINUTO DAL 2004 AL 2009 IN 23 SITI DIVERSI I SITI DISTANO FRA LORO DA UN MINIMO DI 20 KM A UN MASSIMO DI 440 KM

13 Andamento della potenza resa disponibile in rete in una giornata parzialmente nuvolosa da un solo sito, da 5 siti adiacenti, da tutti i 23 siti presi in esame

14 LO STUDIO HA VALUTATO IL COSTO DEI GRUPPI IN RISERVA ROTANTE CALDA NECESSARI PER GESTIRE LA VARIABILITÀ DELLA RADIAZIONE SOLARE NEI 25 SITI CONSIDERATI E L HA CONFRONTATO CON QUELLO PER IMPIANTI EOLICI POSIZIONATI NELLA STESSA ZONA IL COSTO PER L EOLICO È IL 60% DEL FV, MA LO SCARTO È MOLTO MINORE DI QUANTO NORMALMENTE SI PENSA

15 PREVISIONI SU PENETRAZIONE FV IN ITALIA - 1 Previsioni Assolare- EuPD Research presentate il 17 ottobre 2008

16 PREVISIONI SU PENETRAZIONE FV IN ITALIA - 2 In esercizio e previsioni per il 2010, presentazione GSE Solarexpo, 6 maggio 2010

17 NON È DUNQUE IRRAGIONEVOLE IPOTIZZARE FRA E MW FV INSTALLATI ENTRO IL 2020, TENENDO CONTO CHE INTORNO AL 2015 LE COPERTURE FV DI EDIFICI INDUSTRIALI, DELLA GDO E DI RETI DI SERVIZI (AD ES. FERROVIE) SARANNO REDDITIZIE SENZA INCENTIVI NEL CENTRO-SUD DEL PAESE, MENTRE ALTRE APPLICAZIONI DOVREBBERO ARRIVARCI NEGLI ANNI SUCCESSIVI TENENDO CONTO DELLA CRESCITA MEDIA DELLA POTENZA UNITARIA, CIÒ EQUIVARRÀ A IMPIANTI DISTRIBUITI SUL TERRITORIO NAZIONALE IN MODO CERTO PIÙ UNIFORME DI OGGI DI QUANTO IL POTENZIALE AUMENTO DELLA PROGRAMMABILITÀ COMPLESSIVA SI TRADURRÀ IN UNA EFFETTIVA MINORE VARIABILITÀ DELLE POTENZA DISPONIBILE DIPENDERÀ IN LARGA MISURA DAI LIVELLI PRESTAZIONALI DELLE RETI

18 MA VI È DI PIÙ RICERCATORI DELL UNIVERSITÀ DI AUSTIN (TEXAS) HANNO OTTENUTO RISULTATI RADICALMENTE INNOVATIVI NELL UTILIZZO DI GRAFENE, UN SOTTILISSIMO STRATO DI CARBONIO, DELLO SPESSORE DI UN SOLO ATOMO. IL GRAFENE È IL PIÙ SOTTILE MATERIALE ESISTENTE, MA ANCHE IL PIÙ RESISTENTE

19 Foglio di grafene: in giallo gli atomi individuali di carbonio

20 I RICERCATORI TEXANI RITENGONO CHE CON I FOGLI DI GRAFENE DA LORO REALIZZATI SI POTRÀ RADDOPPIARE LA CAPACITÀ DEGLI ATTUALI SUPERCAPACITORI. GIÀ ORA HANNO RAGGIUNTO PRESTAZIONI COMPARABILI CON QUELLE DEI MIGLIORI SUPERCAPACITORI TRADIZIONALI SECONDO IL DOE QUESTI RISULTATI APRIRANNO LA STRADA ALL ACCOPPIAMENTO DI SUPERCAPACITORI COSTITUITI DA FOGLI SOTTILISSIMI DI GRAFENE CON PANNELLI FV

21 UN FUTURIBILE MENO FUTURIBILE QUINDI MERITEVOLE DELLA MASSIMA ATTENZIONE

22 GRAZIE! ISES ITALIA Via Tommaso Grossi, Roma tel.: fax: info@isesitalia.it