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Rapporto RSE A5-010427

1.1.2-Contributo delle elettrotecnologie per usi finali al carico di punta.

Nell’ambito delle attività di Ricerca di Sistema, il Progetto “ECORET - Effetti del controllo dei carichi sullo sviluppo delle reti BT e MT” si propone di sviluppare una metodologia per valutare gli effetti del controllo dei carichi, al fine di una pianificazione ottimale dello sviluppo delle reti di distribuzione in bassa e media tensione, in contesti di alta densità di carico elettrico. L’articolazione dell’attività del Progetto ECORET si sviluppa in tre Work Package. Il primo Work Package è PRECA che ha come obiettivo la previsione dell’evoluzione dei carichi elettrici dovuti ad usi finali in campo civile (domestico e terziario), in particolare alla punta di domanda sul breve e medio termine. Tali carichi sono quelli tipici dei contesti ad alta densità sopra citati. All’interno di questo Work Package si articola la Milestone CAREL relativa al presente Rapporto. In tale Milestone si indaga sul contributo delle elettrotecnologie per usi finali ai picchi di carico. Il presente rapporto è composto da 6 parti riguardanti rispettivamente: • PARTE 1: Analisi del picco di richiesta di energia elettrica e dei diagrammi di carico Viene presentato prima un confronto tra il carico elettrico di punta in Italia e quello in altri Paesi europei, successivamente viene analizzata l’evoluzione dei picchi in Italia negli ultimi anni (dal 1994 al 2004). Anche per analizzare il diagramma di carico si parte dal confronto tra le curve tipiche di carico italiane dei mesi critici (luglio e dicembre) e quelle dei Paesi più energivori (Germania, Francia), utilizzando i dati orari reperibili sul sito della UCTE (Union for the Coordination of Transmission of Electricity). Dai dati di potenza oraria forniti dal GRTN (Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale) per il terzo mercoledì del mese (che rappresenta per convenzione internazionale il giorno lavorativo di maggior carico del mese) vengono esaminati i diagrammi di carico del terzo mercoledì di tutti i mesi per il 2003. Successivamente si passa all’esame dei mesi critici (luglio e dicembre) indagando prima sull’evoluzione temporale dal 1994 dei diagrammi, poi sul dettaglio delle curve e ore di punta dell’anno 2003. Vengono infine fatte alcune considerazioni dall’esame della curva di durata delle potenza oraria e delle curve cronologiche del fabbisogno orario.

• PARTE 2: California: Esempio di stima del contributo degli usi finali al picco di carico elettrico e del “peak day load shape” In questo capitolo vengono presentati brevemente considerazioni e risultati tratti da ricerche condotte dalla California Energy Commission (CEC) e dal Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) sul carico elettrico di punta. Dopo aver confrontato il contributo dei più significativi usi finali nel settore civile al consumo annuale con il corrispondente contributo ai picchi di carico, viene posta attenzione particolare al contributo degli usi finali alla curva oraria complessiva di carico elettrico nonché all’individuazione del “peak day load shape” (forma delle curve orarie, per i vari settori economici, nei giorni di punta del fabbisogno elettrico). • PARTE 3: Campagne di misura sugli usi finali in Progetti Europei Vengono esaminati ed elaborati alcuni risultati provenienti da progetti europei (EURECO, ECODROME, RESTART) relativi a indagini dirette sul campo, condotte in abitazioni italiane e non, per ottenere curve di carico giornaliere dei principali usi finali del settore domestico. Nell’ambito del progetto EURECO (del programma SAVE) ci si è avvalsi dei dati raccolti ed elaborati da eERG Dipartimento di Energetica del Politecnico di Milano relativi a campionamenti effettuati in un centinaio di abitazioni sparse sul territorio italiano (attività che in Italia ha avuto una prosecuzione nel progetto MICENE, con il finanziamento del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio). I dati si riferiscono ai consumi elettrici (registrati ogni 10 minuti) per i singoli usi finali (frigocongelatori, congelatori, lavabiancheria, lavastoviglie, televisori, videoregistratori, computer e di impianti di illuminazione). I valori sono medi rispetto al periodo di osservazione (circa 2-3 settimane da gennaio 2000 a luglio 2001) e rispetto a tutti gli apparecchi utilizzati. In alcuni casi, i dati sono presenti anche separatamente per stagione (consumi da illuminazione per estate/inverno) o per giorno-tipo (consumi da lavabiancheria e lavastoviglie per giorno feriale/festivo). Per quanto riguardano i consumi dei condizionatori, sono disponibili solo sporadici dati italiani congiunti con i dati monitorati in Grecia. Ancora dal progetto EURECO viene analizzata la struttura della richiesta di potenza durante le ore di picco invernale/estivo, mentre dal progetto ReStart vengono invece presi alcuni risultati relativi alla curva di carico giornaliera media dei servizi generali delle abitazioni. Per indagare sul carattere stagionale di alcuni usi finali, sono stati esaminati ed elaborati i risultati del progetto ECODROME (del programma SAVE) in cui sono stati monitorati i consumi in 20 abitazioni francesi per l’intero anno 1995. In particolare, le elaborazioni hanno riguardato i dati orari medi del mese di gennaio e del mese di luglio come rappresentativi di un mese invernale ed un mese estivo.

• PARTE 4: Stima della ripartizione in classi di utenza della domanda elettrica nei giorni di punta invernale Da studi condotti dall’AEEG viene presentata la ripartizione in classi di utenza (in corrispondenza con i settori economici) della domanda di potenza in giorni di punta invernale (probabilmente per l’anno 2001) ed in particolare all’ora della punta. Viene confrontata la “forma” della curva di potenza prelevata da Clienti BT non domestici e da Clienti domestici (per giorni di picco invernale della rete ENEL) per alcuni anni. • PARTE 5: Settore domestico: Simulazione numerica di curve di carico orario per elettrotecnologie in “giorni tipo” feriale inverno/estate Utilizzando il codice di calcolo SCUDO vengono discusse le simulazioni numeriche di curve di carico relative alle principali applicazioni elettriche di una utenza domestica (una abitazione) prendendo come “Caso studio” sia un tipico giorno feriale invernale che in un tipico giorno feriale estivo. Come input al codice, alcuni dati (diffusione percentuale degli apparecchi in casa) vengono presi dalle informazioni raccolte soprattutto nel corso della milestone EVOLDO e documentate nel relativo Rapporto tecnico, altri (cicli di funzionamento per lavatrici e lavastoviglie) vengono desunti da sperimentazioni effettuate nel laboratorio domotico CESI (realizzato nell’ambito del workpackage CONCA-milestone CIB) e documentate nel relativo Rapporto tecnico, altri (profili probabilistici di utilizzo degli apparecchi) sono desunti sia da indagini statistiche, che da campagne di monitoraggio effettuate nell’ambito di progetti europei (cap.4). Per altri ancora (probabilità percentuale di utilizzo nel giorno, differibilità, range di potenza,…) in assenza di indagini energetiche ad hoc su un campione statisticamente significativo dell’utenza, si è ricorsi ad ipotesi di buon senso. Dopo aver riportato i grafici dei profili probabilistici di utilizzo per le singole apparecchiature (frigorifero, congelatore, lavatrice, lavastoviglie, scaldabagno elettrico, ferro da stiro, condizionatore, lampade), vengono rappresentati i risultati delle relative simulazioni mediante curve medie giornaliere di carico medio (passo temporale di 15 minuti). • PARTE 6: Settore terziario: Ricostruzione di curve di carico orario per elettrotecnologie in “giorni tipo” inverno/estate per alcune utenze Per indagare sulla disaggregazione dei carichi da elettrotecnologie nell’ambito di alcune utenze del settore terziario, ci si è avvalsi della società CSE che, a seguito di audit energetici, ha effettuato una “ricostruzione” di profili di carico, una volta individuato utenze significative in ambito urbano. Sono stati analizzati i profili di carico giornaliero delle potenze orarie medie assorbite in un “giorno- tipo” feriale estivo e feriale invernale per 6 tipologie di utenze attribuibili a: commerciale grande

distribuzione senza alimentari, commerciale grande distribuzione con alimentari, ospedali, università, banche, uffici. Le potenze assorbite sono state calcolate da CSE in base alle potenze installate e alle ore (e modalità) di funzionamento.

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