Agricoltura e bilanciamento reti: il Bess come risorsa

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Con l’aumento dei costi delle materie prime e dell’energia anche il comparto agricolo sta vivendo un momento delicato caratterizzato da una contrazione delle attività e dei margini. In questo contesto il settore agricolo sta esplorando in modo crescente ogni possibile innovazione tecnologica su cui investire con lo scopo di attenuare gli effetti negativi del momento e costruire nuovi modelli di business.

Esistono numerosi esempi di tecnologie applicate che riguardano il rilevamento delle condizioni del terreno, l’ottimizzazione dei metodi di coltivazioni, la robotica applicata per lo svolgimento delle mansioni ripetitive ecc. Queste applicazioni hanno un comune denominatore che è l’energia, bene fondamentale che, anche in questo settore, sta vivendo rivoluzioni sui modelli di gestione del consumo e dei sistemi di auto-produzione attraverso le fonti rinnovabili.

L’evoluzione della green technology negli ultimi anni ha fatto significativi passi avanti, in particolar modo attraverso batterie sempre più performanti che hanno tracciato la strada per una nuova realtà. Il Battery Storage, o BESS, è una soluzione che sta prendendo sempre più piede poiché consente, nelle varie impostazioni, il perseguimento di un futuro più green e sostenibile.

L’Italia rappresenta un territorio su cui investire in questa tecnologia ed è destinato a diventare uno dei principali mercati europei per lo stoccaggio su larga scala. Secondo il Piano Terna 2023, il target complessivo di accumulo di energia installata previsto per il 2030 sarà di 22,5 GW, ovvero circa 70 GWh in termini di capacità. Non solo, poiché i benefici dei BESS possono raggiungere anche il comparto agricolo nazionale.

Il BESS per la regolazione della frequenza di rete

Prima di analizzare come il BESS possa essere uno strumento di ausilio alla stabilità delle reti affrontiamo in modo semplificato le problematiche che subiscono le infrastrutture quando la domanda di energia supera la disponibilità istantanea. Sappiamo che l’energia elettrica non può essere stoccata nella normale rete di trasmissione, pertanto, per avere l’equilibrio avremo un certo quantitativo di energia immessa in rete che corrisponderà al quantitativo di energia prelevata da tutte le utenze.

Ciò significa che produzione e consumo devono per forza equivalere. I sistemi di generazione di energia (le centrali elettriche) lavorano quindi in modo pressoché istantaneo e proporzionale all’assorbimento istantaneo, andando ad aumentare o diminuire la quantità di potenza per la regolazione dell’equilibrio. La capacità di variazione e copertura della domanda può essere considerata una “riserva” di energia.

Ora consideriamo che la distribuzione dell’energia avviene sotto forma di corrente alternata con una frequenza precisa (50 Hz per l’Europa). Tanto è più stabile il valore di frequenza, tanto sarà regolare il funzionamento dei carichi annessi alla rete e quindi l’equilibrio tra potenza in ingresso e in uscita. Nel caso di picchi di domanda o sensibile diminuzione può verificarsi un reale scostamento della frequenza di rete che può rispettivamente calare o crescere.

Tanto per dare un’idea di come è predisposta la distribuzione nazionale, la rete normalmente ammette lo 0,1% di scostamento (in più o in meno) del valore nominale di frequenza uguale a 50 Hz. Il discostamento dalla frequenza nominale è dovuto al variare del valore di coppia, ad esempio su un alternatore il quale, a causa di un maggiore assorbimento di energia, subisce un iniziale rallentamento.

Poiché la frequenza è strettamente legata al regime di rotazione dell’alternatore, una rotazione leggermente più lenta del fissato produrrà una minore frequenza: un esempio è quello dei piccoli motogeneratori in cui è avvertibile il rallentamento del motore termico quando si aumenta il carico ossia l’assorbimento dei dispositivi.

Quanto analizzato è il principio in linea teorica del funzionamento della rete precisando che nella realtà le centrali di produzione elettrica sono dotate di sistemi in grado di mantenere i valori di frequenza entro i limiti di scostamento. I gestori dei sistemi di trasmissione energetica, per poter mantenere l’equilibrio, acquistano riserve di energia sul mercato della “regolazione della frequenza” dove l’offerta proviene sia dagli enti produttori che da utenti privati.

Tuttavia, la crescente domanda di energia potrà mettere davvero sotto sforzo tutta la rete pur essendo predisposta per mantenere gli equilibri. Se all’inizio del paragrafo abbiamo parlato di “riserva” virtuale, possiamo dire che i BESS possono invece rappresentare una “riserva” tangibile quando si parla di equilibrio delle reti, poiché possono essere tranquillamente annessi a rappresentare un crescente back-up.

Un back-up dal settore agricolo

Il settore agricolo si sta rivelando terreno fertile per lo sviluppo degli impianti di generazione e dei BESS, pertanto gli agricoltori possono trasformarsi in una nuova figura ed entrare nel mercato di regolazione rendendo disponibile l’energia immagazzinata nelle batterie e creando un nuovo flusso di entrate. Il BESS offre una flessibilità altissima e che consente agli agricoltori di stoccare energia da diverse fonti (solare, eolica ma anche dalla rete o dagli impianti a biomassa).

Ciò rappresenta un grande vantaggio poiché attraverso l’energia autoprodotta e/o stoccata è possibile predisporre strategie di business, sia per il contenimento della domanda (e quindi rendendo la farm molto più sostenibile) come anche per la re-immissione di energia in surplus con conseguente entrata economica che andrà a incidere positivamente sui profitti (seppur di minor entità, ma sempre meglio di niente)

Indipendenza energetica e risposta ai problemi vari

Se l’energia autogenerata può offrire un maggiore controllo e visibilità sui consumi può allo stesso tempo diventare una risorsa preziosa durante le interruzioni di corrente, oppure al caro energia. Tanto o poco che sia sappiamo che le aziende agricole sono fortemente dipendenti da un’erogazione costante di energia dovuta ai numerosi dispositivi utilizzati. Infatti, moltissime aziende agricole non si occupano soltanto di allevamento e coltivazione delle aree esterne poiché sono attrezzate anche per le colture in serra e ad esempio per la trasformazione del latte in prodotti caseari o per la produzione di succhi e vino.

Mungitrici, sistemi di ventilazione, pompe per l’irrigazione o distribuzione dell’acqua o altri sistemi idraulici oltre ovviamente all’illuminazione, devono poter funzionare senza interruzioni e a intervalli precisi. I possibili blackout causerebbero pertanto perdite economiche e il rallentamento o blocco dei processi, mentre attraverso l’adozione dei BESS possono essere garantite le normali attività di produzione. I sistemi di energy storage possono inoltre offrire il potenziale per aumentare il consumo di energia senza gravare sulla “bolletta” e quindi dare la possibilità alle aziende agricole di predisporre eventuali sviluppi di nuove attività.

Scegliere la giusta soluzione per il Battery Storage

Sebbene il mercato del Battery Storage sia in rapida espansione, l’aspetto dell’investimento iniziale che (se di una certa consistenza) spesso può rappresentare un freno. Va anche considerato che determinare con precisione il ROI di un investimento nell’energy storage è tutt’altro che immediato poiché per il calcolo potrebbero entrare in gioco molte variabili. Inoltre, per effettuare un investimento valido, le aziende agricole dovrebbero considerare come parametro più importante il potenziale di reddito in un arco di tempo più esteso.

Per questo motivo, diciamolo, per una più che giustificabile “fretta di rientrare nelle spese”, vengono sovente preferiti sistemi di capacità maggiore collegati al mercato di regolazione della frequenza dove l’aggregatore fa da tramite, mentre potrebbe risultare alla fine più conveniente investire in un sistema relativamente più costoso ma che richiederebbe poca manutenzione e che inizi fin da subito a contribuire ai profitti.

A livello tecnico in fase progettuale il sistema dovrebbe tenere conto e basarsi su condizioni specifiche di funzionamento, ad esempio i fattori ambientali ma anche le esigenze di capacità reali, che comprendano anche l’eventuale surplus di domanda, e naturalmente il rispetto delle normative di installazione. È necessario considerare anche che sono già molti i casi in cui le aziende, non disposte a gestire da sole l’installazione, cercano un fornitore (già diversi sul mercato attualmente) che si occuperà dell’intero processo, dalla progettazione del sistema, all’installazione fino alla manutenzione.

Di Luca Negri - Sales Manager Sparq

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