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Sistemi di accumulo energia

Rimini, 09.11.2012

Dott. Enrico Senatore

Responsabile Battery Storage – Terna Plus

Progetti ed iniziative in corso

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• 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

Il Gruppo Terna

Il Gruppo Terna è al primo posto in Europa e sesto al mondo tra i gestori di rete indipendenti

2011

302

572

109.968

3.947

35.129

2005

3.389

330.443

Numero di stazioni

Trasformatori (n.)

Capacità di trasformazione (MVA)

Stalli (n.)

Sottostazioni

Linee di trasmissione (km)

445

630

125.571

4.834

63.521

Impiegati 3.517

Domanda di Energia (GWh) 316.326 *

* Il dato si riferisce al 2010

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Impatto delle Fonti Rinnovabili sul SEN

▪ 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

Criticità

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• Le caratteristiche di ciascuna tecnologia ne determinano l’idoneità a svolgere determinate

funzioni;

• La maggioranza delle soluzioni sono in fase sperimentale o pre-commerciale.

Tecnologie di Accumulo

Applicazioni in Energia vs Applicazioni in Potenza

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Progetti Terna sui Sistemi di Accumulo

• Sistemi di Accumulo inclusi nel Piano di Sviluppo 2011

• Sistemi di Accumulo inclusi nel Piano di Difesa 2012

• Storage Lab

Energy

Intensive

Energy

Intensive

Power

Intensive

Power

Intensive

Integrazione

con Smart Grid

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Tecnologie Energy Intensive

PATRIA

FOGGIA

ANDRIA

MATERA

BARI OVEST

LARINO

ROSSANO

S. SOFIA BENEVENTO

MONTECORVINO TARANTO

GARIGLIANO

S. MARIA C. V.

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LAINO

CANDELA

ALTOMONTE

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LAINO

CANDELA

ALTOMONTE

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TERMOLI

PRESENZANO

Principali Aree Congestionate

Direttrice/Zona Installato

[MW]

MPE

[GWh]

Immesso

[GWh]

%MPE

VS. imm.

Foggia - Andria 666 180 874 21%

Benevento -

Montefalcone 537 163 959 17%

Benevento -

Montecorvino 582 134 888 15%

Totale 5.336 494 8.445 6%

Nel 2010 sono stati tagliati circa 500 GWh di Energia Eolica potenzialmente producibile

E producibile

E immessa

Limitazione

MPE

Valore della Mancata Produzione Eolica nel 2010

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Sistemi di Accumulo inclusi nel Piano di Sviluppo 2011

* 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.

Fascia 1

Fascia 2

Fascia 3

Direttrice critiche

Direttrice potenzial. critica

• 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

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Progetti Pilota Sistemi di Accumulo Piano di Sviluppo

� 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)

� 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

Funzionalità

Tecnologia

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Installazione di 40 MW di Sistemi di Accumulo di tipo Power Intensive

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

Tecnologie Power Intensive Tematiche Legate alla Sicurezza

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Sistemi di Accumulo del Piano di Difesa 2012

• Regolazione di Frequenza

• Regolazione di Tensione

• Telescatto

• EccK

• Soluzioni Tecnologiche Power Intensive. Ad esempio:

� Tecnologie al Litio

� Tecnologie ZEBRA

Descrizione

Principali

Funzionalità

Tecnologie

• 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

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Contenuti dello Storage Lab

(*) In valutazione

• 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

Accumulo elettrochimico:

• Ioni di Litio

• ZEBRA

• Altro* (VAR, Metalli liquidi, ecc)

Accumulo meccanico*:

• CAES

• Volani

“!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 !”

Max 15-20 MW totali in 4 anni

Principali

Contenuti

Tecnologie in

Esame

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Logica della sperimentazione

Prove di tipo Prove in Sito Applicazioni

Smart Grid

• Prove di resistenza

meccanica,

• Prove di stress termico,

• ecc K

Prove su Moduli

• Cicli di carica scarica

• Reg. di frequenza/potenza

• Telescatto

• ecc K

Prove “on grid”

• Stress termici ed elettrici

• Validazione dati di targa

• Test sistema BMS e

sicurezza

• ecc K

Prove su Soluzioni ESS

• Analisi tempi di risposta

• Analisi efficienza totale

• Analisi di compatibilità con i

sistemi esistenti

• ecc K

Prove “off grid”

• 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. K

Prove Integrate con Sistemi

di Gestione RTN