Sistemi di accumulo energia

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1 Sistemi di accumulo energia Progetti ed iniziative in corso Dott. Enrico Senatore Responsabile Battery Storage Terna Plus Rimini,

2 Il Gruppo Terna Quotata nella Borsa Italiana dal 2004, ha una capitalizzazione di mercato pari a circa 6 mld Concessionario unico in Italia, responsabile delle attività di dispacciamento e sviluppo della rete di trasmissione ad altissima tensione Sottostazioni Numero di stazioni Trasformatori (n.) Capacità di trasformazione (MVA) Stalli (n.) Linee di trasmissione (km) Impiegati Domanda di Energia (GWh) * Il Gruppo Terna è al primo posto in Europa e sesto al mondo tra i gestori di rete indipendenti * Il dato si riferisce al

3 Impatto delle Fonti Rinnovabili sul SEN Criticità La gestione delle FRNP comporta un aumento dei costi del sistema per effetto di: Obbligo ritiro rinnovabili (Corrispettivo MPE) Incremento delle Congestioni di rete o Congestioni locali su tratte a 150 kv o Congestioni di rete Impatto sui requisiti e sulla disponibilità dei margini di riserva o Maggiore fabbisogno di riserva a causa della intermittenza/incertezza di previsione della produzione delle fonti rinnovabili non programmabili o Riduzione dei margini di riserva disponibili su impianti convenzionali Le FRNP comportano anche una maggiore flessibilità richiesta agli impianti convenzionali o Necessità di frequenti fermate ed avviamenti o Rapide rampe di presa e di rilascio carico Impatto delle FRNP sulla gestione del Sistema Elettrico Nazionale 3

4 Tecnologie di Accumulo Applicazioni in Energia vs Applicazioni in Potenza Le caratteristiche di ciascuna tecnologia ne determinano l idoneità a svolgere determinate funzioni; La maggioranza delle soluzioni sono in fase sperimentale o pre-commerciale. 4

5 Progetti Terna sui Sistemi di Accumulo Sistemi di Accumulo inclusi nel Piano di Sviluppo 2011 Energy Intensive Sistemi di Accumulo inclusi nel Piano di Difesa 2012 Power Intensive Storage Lab Integrazione con Smart Grid 5

6 Tecnologie Energy Intensive Valore della Mancata Produzione Eolica nel 2010 TERMOLI Principali Aree Congestionate Direttrice/Zona Installato [MW] MPE [GWh] Immesso [GWh] %MPE VS. imm. Foggia - Andria % Benevento - Montefalcone % LARINO FOGGIA PRESENZANO é GARIGLIANO CANDELA S. SOFIA BENEVENTO S. MARIA C. V. PATRIA MONTECORVINO ANDRIA BARI OVEST MATERA TARANTO Benevento - Montecorvino % Totale % LAINO ALTOMONTE ROSSANO Nel 2010 sono stati tagliati circa 500 GWh di Energia Eolica potenzialmente producibile E producibile E immessa Limitazione MPE 6

7 Sistemi di Accumulo inclusi nel Piano di Sviluppo 2011 Direttrice critiche Direttrice potenzial. critica Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3 Il Piano di Sviluppo 2011 approvato prevede una prima fase di investimento per 35 MW (circa 240 MWh) Nel PdS sono state identificate - sulla base del dato di MPE e sulle ipotesi di trend - le dorsali già critiche e quelle potenzialmente critiche Siti potenziali identificati e distribuiti in 3 fasce di fattibilità* Impianti distribuiti sulle direttrici identificate con capacità media pari a circa 10 MW e 80 MWh Amovibilità della soluzione tecnologica identificata * Le 3 fasce identificate tengono conto della facilità di installazione dei sistemi di accumulo secondo criteri quali: livello di pendenza dei terreni, disponibilità spazi e di stalli, presenza alimentazione MT, etc. 7

8 Progetti Pilota Sistemi di Accumulo Piano di Sviluppo Funzionalità Risolvere congestioni locali su porzioni di rete AT legate ad eccessiva generazione da FRNP; Dotarsi di adeguati margini di riserva primaria per coprire la ridotta capacità di regolazione in rete causata dalla penetrazione delle FRNP Dotarsi di margini aggiuntivi di riserva terziaria per coprire l incertezza nella previsione di produzione da fonti intermittenti Fornire supporto di regolazione alle tensioni di rete e gestione dei flussi di potenza reattiva Risolvere congestioni tra zone di Mercato (funzionalità legata all integrazione coi sistemi di difesa) Tecnologia Rapporto tra l Energia nominale media e la Potenza nominale di scarica: 7 MWh/MW Rendimento nominale di round-trip AC: 75% Tempo di inversione di fase e Tempo di risposta compatibili con il servizio di regolazione primaria Vita utile 15 anni 8

9 Tecnologie Power Intensive Tematiche Legate alla Sicurezza Principali criticità riscontrate nelle Isole Maggiori Contributo dei SANC insufficienza dei sistemi convenzionali a garantire il controllo del transitorio della frequenza scarsa riserva primaria bassa inerzia del sistema quota carico interrompibile in diminuzione integrazione degli impianti di potenza da FRNP difficoltà di controllo delle deviazioni di frequenza realizzazione di sistemi automatici di regolazione a risposta rapida impiego dei SANC per integrazione del contributo delle FRNP alla regolazione primaria e secondaria Installazione di 40 MW di Sistemi di Accumulo di tipo Power Intensive 9

10 Sistemi di Accumulo del Piano di Difesa 2012 Descrizione Progetto volto a realizzare dispositivi automatici di regolazione bidirezionali, a risposta rapida e nel pieno controllo del Gestore di Rete in grado di contrastare il decadimento (o l innalzamento) della frequenza a fronte di squilibri tra generazione e carico Principali Funzionalità Regolazione di Frequenza Regolazione di Tensione Telescatto Ecc Tecnologie Soluzioni Tecnologiche Power Intensive. Ad esempio: Tecnologie al Litio Tecnologie ZEBRA 10

11 Contenuti dello Storage Lab un osservatorio privilegiato sullo stato dell arte dei SANC al fine di sviluppare metodi, procedure e soluzioni Smart attraverso la definizione di un benchmark delle più promettenti tecnologie Principali Contenuti Riserva e regolazione di frequenza/potenza Stabilizzazione della rete Power Quality Integrazione con i sistemi di difesa Integrazione con la gestione dinamica delle reti e con i sistemi di previsione FRNP Tecnologie in Esame Accumulo elettrochimico: Ioni di Litio ZEBRA Altro* (VAR, Metalli liquidi, ecc) Accumulo meccanico*: CAES Volani Max MW totali in 4 anni (*) In valutazione 11

12 Logica della sperimentazione Prove di tipo Prove in Sito Applicazioni Smart Grid Prove su Moduli Prove di resistenza meccanica, Prove di stress termico, ecc Prove su Soluzioni ESS Stress termici ed elettrici Validazione dati di targa Test sistema BMS e sicurezza ecc Prove on grid Cicli di carica scarica Reg. di frequenza/potenza Telescatto ecc Prove off grid Analisi tempi di risposta Analisi efficienza totale Analisi di compatibilità con i sistemi esistenti ecc Prove Integrate con Sistemi di Gestione RTN Integrazione con i sistemi di dispacciamento Integrazione con i sistemi di difesa Integrazione con la gestione dinamica delle reti Integrazione con i sistemi predittivi della produzione da FRNP ecc. 12