La presentazione di Maura Musio nel corso dell'evento "Progetto Cluster Energie Rinnovabili" che si è tenuto il 13 febbraio 2015 a Macchiareddu (CA) nella sede di Sardegna Ricerche. Il workshop è stato organizzato per illustrare i primi risultati del Progetto Cluster Energie Rinnovabili.

1. Introduzione alle micro reti elettriche
e ruolo dei sistemi di accumulo
elettrochimici
REPUBBLICA ITALIANA
Macchiareddu, 13 Febbraio 2015
Maura Musio

2. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE

3. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
COS’È UNA MICRO-RETE?
 Sistema integrato di carichi e risorse energetiche (termiche ed elettriche)
distribuite all’interno di un’area geograficamente ben definita e caratterizzata
da collegamenti elettrici fisici tra le varie unità e da un unico punto di
connessione con la rete di distribuzione esterna
 Dal punto di vista della rete è visto come un unico sistema il cui output in
termini di flusso di potenza termica e elettrica è controllabile e ben definito
 Pur operando prevalentemente connesse con la rete di distribuzione, sono
anche in grado di essere automaticamente configurate nel funzionamento in
isola ed essere risincronizzate con la rete
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4. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
UN PO’ DI STORIA
Il concetto di micro-rete non è nuovo.
 Le prime micro-reti possono essere
ricondotte agli albori dei sistemi elettrici
nazionali
 Il primo impianto di generazione elettrica
costruito da Edison nel 1882 era
essenzialmente una micro-rete
 Nel 1886, il gruppo Edison aveva installato
58 micro-reti DC in tutto il mondo
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5. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
MOTIVAZIONI
1) Diffusione della Generazione Distribuita, specialmente in BT
32%
63%
5%
fino a 3 kW da 3 kW a 20 kW sopra 20 kW
da dati GSE – AtlaSole 10/02/2015
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6. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
MOTIVAZIONI
2) Diffusione del concetto di SMART GRID
6

7. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
MOTIVAZIONI
3) Da CONSUMER a PROSUMER
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8. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
BENEFICI
I. UTENZE ENERGETICHE
 Miglioramento qualità ed affidabilità della fornitura di energia
 Ottimizzazione spesa energetica
 Copertura del fabbisogno energetico al minimo costo
 Dispacciamento in tempo reale delle risorse locali con massimizzazione dell’autoconsumo
 Partecipazione attiva alla gestione del sistema (possibilità di offrire servizi di rete)
II. SISTEMA ENERGETICO NAZIONALE
III.AMBIENTE
IV.SOSTENIBILITÀ ENERGETICA
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9. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
UTENZE ENERGETICHE TARGET
9
UTENZE RESIDENZIALI
 Singolo utente
 Energy Community

10. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
UTENZE ENERGETICHE TARGET
10
UTENZE INDUSTRIALI
 Distretti industriali

11. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
UTENZE ENERGETICHE TARGET
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UTENZE TERZIARIO
 Centri commerciali
 Campus Universitari
 Centri di ricerca
 Ospedali

12. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
12
UTENZE ENERGETICHE TARGET

13. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
13
TECNOLOGIE ABILITANTI

14. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
14

15. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
15
TECNOLOGIE ABILITANTI

16. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
16
PRODUZIONE DELL’ENERGIA

17. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
17
EFFICIENTAMENTO E ACCUMULO ENERGETICO

18. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
18
GESTIONE E CONTROLLO FLUSSI ENERGETICI
Industrial zone
CHP
Wind park
PV power plant
EMS
EVs Fleet
City
External Boiler Local controllers
BESS
BATTERY

19. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
19
GESTIONE E CONTROLLO FLUSSI ENERGETICI

20. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
20
INFRASTRUTTURA DI COMUNICAZIONE

21. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
21
DEMAND SIDE MANAGEMENT (DSM) e DEMAND
RESPONSE (DR)
DSM è un termine generale che descrive l’abilità di influenzare il comportamento di un carico
in modo tale da rispondere alle esigenze della rete. In molti casi corrisponde al cosiddetto
«LOAD/TIME SHIFTING», impiegato allo scopo di evitare/ridurre i picchi di carico e sfruttare
appieno la produzione da rinnovabile (+ eolico nelle ore notturne).

22. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
22
CARICHI CONTROLLABILI: PLUG-IN ELECTRIC/HYBRID
VEHICLES (PEVs and PHEVs)
SMART CHARGE: La carica viene regolata dall’EMS sulla base delle richieste di carica
dell’utente (tempo di connessione, km da percorrere, minimo livello di carica) e sulla base delle
previsioni di produzione e dei profili di carico della micro-rete.
OFF BOARD
CHARGER
On-line forecast
charge profiles at
different C-rates
Real Time estimate
actual charge process
at selected C-rate
Terminal VoltageBMS
Previous Charge Data
SOC
Plug-in Time
SOC min requested
EV
USER
AGGREGATOR
DR control
programs
Forecasts
results
EV user
constraints
C-RATE
SELECTED
Time evolution of
EV load profile
NETWORK
OPERATOR

23. REPUBBLICA ITALIANA
BATTERY STORAGE FOR MICROGRID
INTEGRATION

24. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
24
IL RUOLO DELL’ENERGY STORAGE NELLE MICRORETI
Comportano uno spostamento di energia nel tempo, dal periodo in cui
l’accumulo è in carica a quello in cui esso scarica l’energia accumulata
 ARBITRAGGIO DEL PREZZO DELL’ENERGIA ELETTRICA
 GESTIONE ENERGIA PRODOTTA E ASSORBITA DAL PROSUMER
 FLESSIBILITÀ DELLA CURVA DI CARICO
 INTEGRAZIONE IMPIANTI A FONTI RINNOVABILI
 SERVIZI DI POWER QUALITY E ENERGY SECURITY
 SERVIZI ANCILLARI
….

25. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
25
TECNOLOGIE DI ACCUMULO ENERGETICO

26. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
26
INSTALLAZIONI DI SISTEMI DI ACCUMULO NEL MONDO

27. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
27
QUALE TECNOLOGIA È LA MIGLIORE?

28. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
28
QUALE TECNOLOGIA È LA MIGLIORE?

29. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
29
QUALE TECNOLOGIA È LA MIGLIORE?

30. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
30
QUALE TECNOLOGIA È LA MIGLIORE?

31. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
31
QUALE TECNOLOGIA È LA MIGLIORE?

32. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
32
CHE COS’È UNA BATTERIA?
Un dispositivo che converte energia chimica in energia elettrica per mezzo di
una reazione di ossido-riduzione (redox). Quando la reazione è reversibile, la
batteria è definita «secondaria».
Tensione: Differenza di potenziale tra anodo e
catodo, riferita all’energia di reazione.
Capacità: Quantità di carica accumulata (di solito
indicata in Ah)
C-rate: Tasso di carica/scarica. Ad esempio, 1C
rappresenta la corrente idelamente necessaria a
scaricare la batteria in un’ora.
L’ anodo è l’elettrodo in cui avviene la reazione di
ossidazione.
Il catodo è l’elettrodo in cui avviene la reazione di
riduzione.

33. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
33
TECNOLOGIE DI ACCUMULO ELETTROCHIMICO

34. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
34
COME SCEGLIERE LA «GIUSTA» TECNOLOGIA?

35. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
35
COME SCEGLIERE LA «GIUSTA» TECNOLOGIA?

36. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE

37. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
COSTI SISTEMI DI ACCUMULO ELETTROCHIMICI
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38. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
APPLICAZIONI BATTERIE PER MICRORETI
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39. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
APPLICAZIONI BATTERIE PER MICRORETI
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40. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
APPLICAZIONI BATTERIE PER MICRORETI
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41. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
APPLICAZIONI BATTERIE PER MICRORETI
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42. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
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III Livello
Sistemi di controllo dei
singoli componenti dell’impianto
Meteo
Mercato Elettrico
II Livello
Aggiornamento in tempo reale dei profili di produzione
sintetizzati il giorno prima
Previsioni
Meteo
P*ESS
EST,PST
PCPV
PESS,EESS
Rete Elettrica
EST
P*ST
EESS
I Livello
Definizione dei profili di produzione dell’impianto
il giorno prima
P*ESS
P*CPV
P*ST
INTEGRAZIONE BATTERIE IN MICRORETI:
SISTEMA DI SUPERVISONE E CONTROLLO

43. REPUBBLICA ITALIANA
MICRO-RETI IN ITALIA

44. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
44

45. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
45

46. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
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47. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
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48. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
I PROGETTI ENEL
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49. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
I PROGETTI TERNA
Progetti «Energy Intensive» : 6 progetti per una potenza complessiva di 35 MW per il
supporto a porzioni critiche della rete di trasmissione compresa tra le provincie di
Foggia, Benevento e Avellino dove si ha la maggiore concentrazione di potenza eolica
Progetti «Power Intensive»: 40 MW per la sicurezza dei sistemi elettrici di Sardegna
e Sicilia
Prima Fase «Storage Lab»: 8 MW in Sardegna (Codrongianos) e 8 MW in Sicilia per
validazione delle prestazioni delle diverse tecnologie considerate e per lo sviluppo di
adeguati sistemi di gestione e controllo
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50. REPUBBLICA ITALIANA
MICRO-RETI & ACCUMULO:
Normativa in Italia

51. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
Integrazione Sistemi di Accumulo nel sistema elettrico
DELIBERA AEEGSI 574 DEL 20 NOVEMBRE 2014: Definisce in maniera univoca le
regole per la connessione alla rete elettrica in media e bassa tensione, le caratteristiche
prestazionali e gli ambiti di applicazione dei sistemi di accumulo sia in abbinamento ad
impianti di produzione di energia, che in assetto isolato.
AGGIORNAMENTO NORME CEI 0-21 E CEI 0-16 (Varianti V1 delle versioni 2014):
Prescrizioni applicabili ai sistemi di accumulo dell’energia elettrica che fanno parte di
impianti di produzione connessi a reti BT o MT.
DELIBERA AEEGSI 642 DEL 180 DICEMBRE 2014: Disposizione relative
all’applicazione delle norme CEI 0-16 e CEI 0-21.
NOTA GSE del 23 DICEMBRE 2014: Installazione di sistemi di accumulo su impianti
incentivati o che beneficiano dei prezzi minimi garantiti.
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52. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
Integrazione Micro-Reti nel sistema elettrico italiano
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53. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
Integrazione Micro-Reti nel sistema elettrico italiano
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54. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
Integrazione Micro-Reti nel sistema elettrico italiano
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55. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
Integrazione Micro-Reti nel sistema elettrico italiano
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56. REPUBBLICA ITALIANA
LE MICRO-RETI ELETTRICHE
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CONTATTI E INFORMAZIONI
Ing. Maura Musio
Email: musio@sardegnaricerche.it
Tel: 070/92432715
GRAZIE PER L’ ATTENZIONE