Che cosa èintegrazione dei sistemi solarie come funziona? L'integrazione dei sistemi solari comporta lo sviluppo di tecnologie e strumenti che consentano all'energia solare di entrare nella rete elettrica, mantenendo l'affidabilità, la sicurezza e l'efficienza della rete.
La rete elettrica
Per la maggior parte degli ultimi 100 anni, le reti elettriche hanno coinvolto la produzione di energia su larga scala, centralizzata e lontana dai consumatori. Le reti elettriche moderne sono molto più complesse: oltre ai grandi impianti su scala pubblica, le reti moderne coinvolgono anche fonti di energia variabile come il solare e l'eolico, sistemi di accumulo dell'energia, dispositivi elettronici di potenza come gli inverter e sistemi di produzione di energia su piccola scala come gli impianti sui tetti e le microgrid. Queste fonti energetiche disperse e su piccola scala sono generalmente note come risorse energetiche distribuite (DER).
La rete elettrica si divide in sistemi di trasmissione e distribuzione. La rete di trasmissione è la rete di linee elettriche ad alta tensione che trasportano l'elettricità da fonti di generazione centralizzate come le grandi centrali elettriche. L'alta tensione consente di trasportare l'energia elettrica su lunghe distanze senza eccessive perdite, mentre la rete di distribuzione si riferisce alle linee a bassa tensione che raggiungono le abitazioni e le aziende. Le sottostazioni e i trasformatori convertono l'energia tra alta e bassa tensione. L'elettricità doveva fluire in un solo senso attraverso questi sistemi: dalla fonte di generazione centrale al consumatore, mentre i sistemi come l'energia solare sui tetti richiedono che la rete gestisca un flusso di elettricità bidirezionale, poiché questi sistemi possono iniettare nella rete l'energia in eccesso che generano.
Elettronica di potenza
L'aumento dell'energia solare e dei DER sulla rete elettrica comporta l'integrazione di un maggior numero di dispositivi elettronici di potenza, che convertono l'energia da una forma all'altra, ad esempio passando dall'alta alla bassa tensione, regolando la quantità di flusso di energia o convertendo l'elettricità in corrente continua (DC) e in corrente alternata (AC), a seconda della destinazione e dell'utilizzo dell'elettricità. Entro il 2030, l'80% dell'elettricità potrebbe passare attraverso dispositivi elettronici di potenza. Un tipo di dispositivo elettronico di potenza particolarmente importante per l'integrazione dell'energia solare è l'inverter. Gli inverter convertono l'elettricità in corrente continua, generata dai pannelli solari, in elettricità in corrente alternata, utilizzata dalla rete elettrica.
Solare più accumulo
Poiché l'energia solare può essere generata solo quando il sole splende, la capacità di immagazzinare l'energia solare per un uso successivo è importante: aiuta a mantenere l'equilibrio tra la produzione di elettricità e la domanda. Ciò significa che lo sviluppo di batterie o di accumulatori termici è fondamentale per aggiungere più energia solare.
Resilienza e affidabilità della rete
La rete elettrica deve essere in grado di fornire energia in modo affidabile, per cui è importante che le utility e gli altri operatori del sistema elettrico dispongano di informazioni in tempo reale sulla quantità di energia elettrica che viene fornita.sistemi solariproducono. Le reti moderne complesse con un mix di generazione tradizionale e DER possono rendere più difficile la risposta a situazioni anomale come tempeste o blackout. L'elettronica di potenza ha il potenziale per raccogliere informazioni in tempo reale sulla rete e contribuire a controllarne le operazioni, mentre speciali inverter "grid-forming" potrebbero utilizzare l'energia solare per riavviare la rete in caso di blackout.
