Cos’è la Duck Curve, il problema del fotovoltaico

Corso Progettazione Impianti Fotovoltaici
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Perché l’energia solare modifica la domanda energetica? Per rispondere a questa domanda, ci viene in aiuto la “curva a forma di anatra“, un grafico che illustra l’impatto dell’energia solare sulla domanda giornaliera di elettricità. Con l’aumento della capacità fotovoltaica, il profilo del carico energetico netto, ossia la quantità di energia che la rete deve fornire al netto della produzione solare, è cambiato radicalmente. Questo fenomeno ha portato alla formazione di curve di carico che ricordano proprio la sagoma di un’anatra.

Addentriamoci dunque nell’affascinante mistero della curva dell’anatra e scopriamo le soluzioni tecniche che si possono sviluppare per avanzare verso la decarbonizzazione e superare la grande sfida dell’integrazione del fotovoltaico.

Solar Duck Curve: cos’è

La Duck Curve, o “curva a papera“, è un termine che indica il modello di consumo e produzione di energia elettrica che si riscontra in molti dei sistemi che si servono di energie rinnovabili, in particolare di energia solare fotovoltaica. Si tratta, in sostanza, di un grafico che descrive la domanda di elettricità della rete durante i giorni in cui la produzione di energia solare è alta mentre la richiesta è bassa. La Duck Curve evidenzia, quindi, una potenziale instabilità nel sistema energetico, poiché durante una singola giornata si verificano molteplici variazioni nella domanda, che richiedono l’utilizzo di fonti energetiche fossili per sopperire alla mancanza di energia pulita. Il fenomeno si manifesta principalmente per due motivi principali:

  1. la produzione di energia rinnovabile solare è legata alle ore diurne, quando è possibile generare grandi quantità di energia solare (ovviamente con condizioni meteorologiche favorevoli);
  2. la domanda di energia, invece, aumenta nelle ore serali, quando il sole tramonta e la produzione di energia rinnovabile cala.

La domanda energetica prima delle energie rinnovabili

Come ben sai, il gestore della rete riceve costantemente richieste di fabbisogno energetico, che devono essere soddisfatte per garantire il corretto svolgimento delle attività quotidiane. La domanda di elettricità, prima dell’integrazione dell’energia solare, variava in modo prevedibile e gestibile nel corso della giornata, seguendo un andamento tipico:

  1. mattino: la domanda aumenta con un piccolo picco prima di mezzogiorno;
  2. pomeriggio: si stabilizza;
  3. sera: sale di nuovo con un picco più alto;
  4. notte: diminuisce drasticamente.

Questa curva, che presenta due gobbe giornaliere, ha un profilo che somiglia a quello di un cammello. Naturalmente, può variare a seconda di luogo e stagionalità, ma generalmente le oscillazioni rimangono entro un intervallo gestibile, senza diventare eccessivamente alte o basse.

Con la diffusione dei parchi fotovoltaici sul territorio, la produzione dei pannelli solari ha modificato la profondità delle gobbe nelle curve di carico. In poche parole, quando il carico netto inizia a somigliare a un’anatra, la gestione della domanda energetica diventa più complessa a causa di vari fattori tecnici ed economici.

La Duck Curve in Italia

Negli ultimi anni, l’Italia ha visto una progressiva riduzione del carico elettrico residuo, ovvero la quantità di energia richiesta dalla rete al netto della produzione da fonti rinnovabili come l’energia solare. Questo mutamento è particolarmente evidente nelle ore diurne: la forma della curva risultante, simile a un’anatra, evidenzia come tra le 8 e le 14 la rete si approvvigioni sempre più dagli impianti solari, riducendo la richiesta di energia da fonti fossili.

Il profilo orario del carico residuo medio in Italia del 2020 ha mostrato alcune differenze a causa delle restrizioni pandemiche, che hanno ridotto la domanda di energia per diversi mesi. Nel periodo successivo, però, l’aumento degli incentivi governativi per l’installazione di impianti fotovoltaici ha portato a una maggiore produzione di energia solare, contribuendo a rendere la curva del carico netto sempre più simile alla Duck Curve.

Sfide tecniche e soluzioni: come risolvere il problema del fotovoltaico

Alla luce di quanto appena visto, qual è il futuro del fotovoltaico e delle rinnovabili nel nostro paese?

L’obiettivo è quello di appiattire il profilo dell’anatra, in modo da rendere la domanda energetica più gestibile. Questo si potrà realizzare integrando stabilmente l’energia solare nella rete elettrica e sviluppando sistemi di stoccaggio energetico. La natura intermittente delle energie rinnovabili, come l’energia solare, complica la gestione dell’approvvigionamento, costringendoci a fare ancora affidamento sulle fonti fossili.

Le recenti innovazioni tecnologiche nell’ambito delle batterie di stoccaggio permettono di immagazzinare la sovrapproduzione diurna per usarla quando il sole non è disponibile. Tuttavia, lo stoccaggio da solo non risolve il problema. È necessario adottare soluzioni dal lato della domanda, come la flessibilità del carico e la gestione dei flussi energetici da parte delle aziende. Inoltre, ridurre i consumi migliorando l’isolamento degli edifici e l’efficienza degli impianti di illuminazione è fondamentale per una transizione energetica efficace.

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