Come compensare i picchi di domanda energetica per contenerne i relativi costi

Di Arturo Di Filippi, Offering Director, Smart Power Global & EMEA Business di Vertiv

Trovare il giusto bilanciamento tra domanda e offerta di elettricità: è questa la sfida a cui sono chiamati gli operatori di rete di tutto il mondo, molti dei quali hanno implementato strategie di gestione dell’energia e della domanda per alleviare la pressione dei propri sistemi.

Oggi, essere in grado di trasferire il picco energetico su un gruppo di continuità (UPS) è una capacità preziosa ed essenziale che consente agli utenti di gestire meglio il consumo di energia quando la domanda di elettricità è massima. Accumulando temporaneamente l’energia durante le fasce orarie di minor richiesta e rilasciandola durante le ore di punta, gli utenti riducono il carico della rete elettrica e contribuiscono a bilanciare domanda e offerta, risparmiando inoltre sui propri consumi, poiché l’elettricità ha un costo più elevato durante le ore di punta.

La richiesta di elettricità oscilla tra il punto più alto del carico del sistema (carico di punta) e il punto più basso (carico di base). Per soddisfare questa richiesta, gli operatori di rete si affidano a una combinazione di risorse e strategie. Un approccio tradizionale consiste nell’utilizzare componenti elettrici insieme a generatori programmabili capaci di adattare la propria produzione per soddisfare la domanda. Altre opzioni includono contratti a lungo termine per l’elettricità, l’acquisto di elettricità nel mercato dell’energia spot e la riduzione del consumo complessivo.

Un possibile aumento dei picchi di richiesta può essere bilanciato anche da un aumento dell’approvvigionamento energetico, grazie alla creazione di ulteriori reti di generazione, trasmissione e distribuzione. Un metodo alternativo potrebbe essere quello di ridurre la richiesta di energia attraverso uno spostamento  del carico verso intervalli temporali con picchi più bassi.

Gli impianti di produzione e distribuzione possono adottare diverse strategie per ridurre il consumo energetico e i costi, rispettando, al contempo, gli obiettivi di sostenibilità. Il peak shaving e il Demand Response sono due esempi.

È importante comprendere che la maggior parte delle bollette elettriche è suddivisa in due componenti principali: i costi energetici di base, relativi al periodo di fatturazione, e i costi per l’utilizzo più elevato o il picco di richiesta. I clienti pagano, quindi, sia per il consumo misurato in kilowattora (kWh) sia per la potenza misurata in kilowatt (kW). I clienti residenziali in genere pagano solo per il consumo, mentre le attività commerciali pagano sia per la gestione della richiesta sia per il consumo.

Inoltre, gli operatori di rete possono addebitare ulteriori costi/tariffe per coprire i costi di distribuzione. Questi addebiti possono incidere in modo significativo sulla bolletta, tra il 30 e il 70%, e variano a seconda della stagione e dell’ora del giorno, tendendo a essere più alti in estate e durante le ore diurne. Ai clienti vengono addebitati i costi della richiesta in base all’utilizzo più elevato registrato, noto anche come picco della domanda.

Per ridurre o eliminare i costosi picchi di richiesta, è possibile ricorrere all’utilizzo di energia solare combinata a sistemi di accumulo dell’energia elettrica, il tutto coordinato dall’intelligenza artificiale, che carica le batterie quando c’è il sole e scarica l’energia immagazzinata durante i periodi di picco del consumo energetico.

Si ritiene che l’energia solare accoppiata a batterie sia il modo migliore per ridurre i picchi. Altri metodi, tra cui il ricorso a generatori diesel o lo spegnimento manuale delle apparecchiature, presentano tutti svantaggi significativi. Al contrario, i sistemi di accumulo di energia alimentati a batteria non producono rumore e non inquinano, non richiedono personale addetto per il loro funzionamento e non impattano sulle attività aziendali. Inoltre, fanno si che l’energia solare sia alla portata di più clienti, generando ulteriori risparmi.

È possibile ridurre i costi della domanda controllando o riducendo l’uso dell’elettricità durante i periodi di picco, come stabilito dalle società di servizi. Ciò è possibile attraverso un processo chiamato peak shaving, che prevede la riduzione temporanea del consumo di energia, per un breve periodo di tempo, per ridurre le spese legate ai picchi. Nella pratica, questo avviene con la riduzione del carico, escludendo così determinati carichi durante i periodi di picco massimo della richiesta, o attraverso l’aggiunta di capacità di accumulo, con il relativo aumento dell’energia disponibile, senza però aumentare la domanda. Così facendo, il trasferimento del carico comporta una riduzione a breve termine del consumo di elettricità seguita da un successivo aumento della produzione nelle fasce orarie in cui i prezzi dell’elettricità o la domanda di rete sono inferiori.

Oltre al risparmio sui costi, questa tecnologia può presentare opportunità di guadagno attraverso programmi di Demand Response in quei paesi in cui le utility offrono ai clienti incentivi per ridurre i loro consumi, limitando la domanda energetica non essenziale durante periodi in cui i sistemi versano in condizioni critiche o dove i prezzi di mercato sono elevati.

Vertiv ha sviluppato nuove funzionalità per aumentare l’uso dei sistemi UPS nelle applicazioni di peak shaving, funzionalità che possono essere impostate in modo da utilizzare le batterie per fornire potenza aggiuntiva necessaria dal sistema centrale durante i picchi. Questa modalità di gestione della richiesta energetica è disponibile sul firmware di Vertiv Liebert Trinergy Cube e Vertiv Liebert EXL S1, oltre alla possibilità di comunicare via Modbus con batterie agli ioni di litio, consentendo la ricezione di dati e di alert in tempo reale, direttamente dalle batterie.

Aggiungendo le funzionalità di peak shifting, Vertiv consente di creare valore per i gestori di data center, permettendo alle industrie ad alto consumo energetico di ricorrere ai sistemi UPS in modo proattivo. Questo offre una soluzione ottimale per fornire servizi di Demand Management e un’opportunità di risparmio sui costi, soprattutto in quei siti in cui sistemi di accumulo basati su batterie sono già presenti e non sfruttati per la maggior parte del tempo.

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