Peak shaving - rete elettrica stabile a prezzi costanti
di Vivian Bullinger | 01.04.2022
Con il peak shaving, si evitano o, in senso figurato, si tagliano i picchi di carico che sono rilevanti per i prezzi elevati dell'elettricità e rappresentano una sfida per la stabilità della rete. Ci sono due opzioni per questo: Ridurre la richiesta di potenza o collegare un'altra fonte di alimentazione. Il Peak Shaving viene sempre utilizzato quando si verificano forti fluttuazioni nei consumi. L'obiettivo è garantire un consumo il più possibile costante e quindi una rete stabile. Con l'aumento dell'archiviazione esterna, come le auto elettriche o le batterie, l'argomento assume una nuova dimensione. Sono necessarie soluzioni che consentano un controllo intelligente dei consumi.
I profili di carico standard aiutano a pianificare la domanda
La nostra infrastruttura energetica è un sistema molto fragile e sofisticato. È necessario garantire in ogni momento la disponibilità di energia sufficiente a soddisfare la domanda. Per contrastare la volatilità della domanda nella pianificazione, sono stati creati profili di carico standard per vari gruppi di consumatori, basati su una grande quantità di dati provenienti da associazioni di categoria e gestori di rete. Ciò consente di stimare la domanda di energia e di potenza e di coprirla con le centrali elettriche disponibili.
Settori diversi con requisiti diversi
L'industria e il commercio hanno requisiti molto particolari per la rete elettrica. Rappresentano circa il 70% dei consumatori totali di elettricità e hanno quindi un'elevata influenza sulla rete. Gli hotel, i supermercati o i negozi di bricolage, ad esempio, hanno un'elevata domanda di energia elettrica a causa dell'elevato numero di consumatori. Questo può essere coperto completamente o parzialmente dall'utilizzo di un impianto fotovoltaico e di un sistema di accumulo dell'energia elettrica. In questo modo si riduce sensibilmente il fabbisogno di energia elettrica e si abbattono le emissioni di CO2. Ma è proprio con questi tre gruppi che sorgono ulteriori problemi. A causa dell'elevato numero di punti di consumo, il carico di base che questi consumatori prelevano permanentemente dalla rete è molto elevato. Inoltre, possono verificarsi picchi di consumo dovuti all'accensione o al funzionamento temporaneo di altre utenze elevate. Per poter servire questi picchi di consumo o di carico, è necessario mantenere disponibili capacità nell'infrastruttura della nostra rete energetica.
Questi "buffer", a loro volta, devono essere pagati dai consumatori attraverso una tariffa separata sotto forma di tassa di capacità. A seconda della regione e dell'operatore di rete, questa tariffa di capacità è compresa tra 40 € e 180 € per chilowatt (kW) fornito.
Esempio di calcolo dei costi per la fornitura di energia: Fornitura di energia: 180 kW Prezzo dell'energia: 85 € per kW Costi per la fornitura di energia: 15.300 € per a
La mobilità elettrica aggrava il problema
Un altro fattore sta causando un ulteriore aumento dei consumi, soprattutto nel settore alberghiero e del commercio al dettaglio. Per gli hotel, i supermercati o i negozi di bricolage, lo sviluppo della nostra mobilità sotto forma di mobilità elettrica sta diventando sempre più importante. L'offerta di strutture di ricarica per auto elettriche presso alberghi e rivenditori comporta due aspetti essenziali:
1. offrendo ai clienti la possibilità di ricaricare i veicoli elettrici in loco (ad esempio durante il soggiorno o gli acquisti), si aumenta il servizio al cliente e quindi la sua fedeltà.
Questi consumatori aggiuntivi comportano un aumento della domanda di carico collegato e ulteriori picchi di potenza alla connessione di rete. Questo a sua volta ha un effetto negativo sui costi energetici e sull'aumento del prezzo dell'energia o porta al fatto che la connessione alla rete deve essere ulteriormente ampliata, il che può portare rapidamente a costi elevati.
Esempio: costi per un'alimentazione superiore per 5 punti di ricarica:
Capacità attuale di connessione alla rete: 180 kW Prezzo attuale dell'energia: 85 € per kW Costi per la fornitura di energia: 15.300 € per a
5 punti di ricarica con 22kW ciascuno: 5 x 22kW = 110kW Il fattore di simultaneità ipotizzato secondo DIN VDE 0100-722 corrisponde al fattore 1 Nuova potenza di connessione alla rete: 110kW + 180kW = 290kW Costi per la fornitura di energia: 24.650 € per a Costi aggiuntivi dovuti all'infrastruttura di e-charging: 9.350 € per a
Il fattore di simultaneità di 1 richiesto dagli standard è problematico in questa analisi, in quanto presuppone che, nel caso estremo, tutte le stazioni di ricarica funzionino alla massima capacità. Tuttavia, questo caso è difficilmente realizzabile nella realtà, poiché le stazioni di ricarica saranno sempre caricate a potenze diverse e la ricarica non avverrà sempre in tutti i punti di ricarica. Ma anche in questo caso l'energia fotovoltaica offre un rimedio. Utilizzando un impianto fotovoltaico in combinazione con un'unità di accumulo di grandi dimensioni e un sistema di controllo intelligente, è possibile ridurre il carico collegato al punto di interconnessione alla rete.
Gestione dei componenti e del carico per un efficace peak shaving
Un'efficace riduzione dei picchi di lavoro dipende in particolare dal controllo intelligente dei componenti. Il sistema di gestione dell'energia Solar-Log si occupa da tempo di questo problema ed è già altamente compatibile con diversi componenti presenti sul mercato. Ciò consente al sistema di regolare un gran numero di componenti tra loro. Questo vale in particolare per gli impianti fotovoltaici e gli inverter in essi installati. Utilizzando il sistema di controllo Solar-Log per il peak shaving e la gestione del carico, l'impianto fotovoltaico può essere utilizzato insieme a un sistema di accumulo commerciale qualificato* per ridurre il carico collegato al punto di connessione alla rete e continuare a utilizzare energia sostenibile per la mobilità elettrica. Oltre al monitoraggio dell'impianto fotovoltaico o all'implementazione di un collegamento conforme alla rete di media tensione, l'uso del sistema Solar-Log consente anche il controllo di un'infrastruttura di e-charging e l'inclusione di un sistema di accumulo commerciale nella gestione intelligente del carico.
Come si presenta questo aspetto nella pratica?
Supponendo che l'utente riesca a ridurre il carico collegato di 60 kW utilizzando il controllo Solar-Log.
Quali effetti avrebbe? 1. la potenza effettivamente richiesta alla rete viene ridotta, il che fornisce un sollievo attivo alla rete e aiuta tutti a garantire un'infrastruttura energetica stabile.
2. 60 kW in meno di richiesta di potenza significano anche meno costi in termini di prezzo dell'energia, nel nostro caso: 60 kW * 85 €/kW/a = 5.100 € per a
3. utilizzando un sistema di controllo intelligente, il fattore di simultaneità "1" può essere ridotto secondo la norma DIN VDE 0100-722, ad esempio a 0,75, in quanto si presume che solo il 75% della potenza massima venga prelevato contemporaneamente.
Risultato dell'esempio precedente: 110 kW di carico collegato per l'infrastruttura di ricarica elettrica con fattore di simultaneità 0,75 ➞ 82,5 kW di carico collegato massimo Riduzione del carico collegato totale di 60 kW ➞ 202,5 kW di nuovo carico collegato alla rete massimo. Prezzo della nuova capacità: 17.212 €/a Risparmio rispetto a prima: 7.438 €/a.
Tre fattori positivi: transizione energetica, stabilità della rete, costi
L'implementazione coerente del peak shaving porta a una riduzione dei costi e a una maggiore stabilità della rete. Il tutto è supportato da un sistema di gestione dell'energia che si occupa del controllo intelligente dei vari componenti e offre soluzioni per il monitoraggio del punto di connessione alla rete e la gestione del carico. L'elevato grado di compatibilità con i sistemi di inverter fotovoltaici offre all'utente la massima flessibilità nella scelta e anche per le modifiche future. Grazie a un controllo intelligente dell'energia fotovoltaica, è possibile massimizzarla, riducendo di fatto la potenza di connessione alla rete. Questo, insieme al peak shaving, consente di risparmiare sui costi ed è un fattore importante nella transizione energetica e nel supporto della rete energetica.