L’elettrificazione delle comunità isolate mediante sistemi ad energie rinnovabili è una soluzione di grande attualità e interesse, giacché le energie rinnovabili stanno dimostrando, in tutto il mondo, di avere la capacità di alimentare le reti elettriche isolate con sufficiente affidabilità ed economicità. Grazie allo sviluppo tecnologico che ha reso disponibili nuovi componenti e strumenti per la generazione distribuita, l’elettrificazione di zone isolate è tornata in primo piano e parallelamente si sta registrando un sempre maggiore interesse alle fonti rinnovabili d’energia. In quest’ambito, il CESI ha condotto dal 2000 al 2005 delle attività di ricerca e sviluppo, rivolte all’utilizzo di sistemi ibridi innovativi per l’elettrificazione di comunità isolate (piccole isole, aree montane, rifugi, ecc.), che rientrano fra le finalità della Ricerca per il Sistema elettrico nazionale, finanziata dal Ministero delle Attività Produttive. In particolare il CESI è impegnato sia in attività di analisi sia in attività sperimentali tramite prove su sistemi ibridi sperimentali e su sistemi fotovoltaici innovativi. Al fine di estendere il campo di sperimentazione ad un’applicazione reale, nella prima parte del triennio 2003-05, il CESI ha individuato, nel territorio del Comune di Novate Mezzola, un sito costituito da un piccolo insediamento abitativo, privo di allacciamento alla rete elettrica. Nel presente documento vengono presentate le attività di monitoraggio, verifiche e analisi dei dati di funzionamento del sistema ibrido ad Energie Rinnovabili di Val Codera. Informazioni dettagliate sulle caratteriste elettriche del sistema, sulla sua progettazione esecutiva e sulla prima parte dell’installazione sono riportate nella relazione CESI RdS n. A5044512. La realizzazione, denominata sistema ibrido di Val Codera, costituisce una soluzione appropriata per l’elettrificazione della comunità montana in località Bresciadega (nel Comune di Novate Mezzola, SO), in quanto concilia le diverse esigenze di salvaguardia ambientale con i requisiti di affidabilità e qualità del servizio elettrico. Il sistema di generazione ibrido di Val Codera è destinato a produrre energia elettrica in modo isolato dalla rete nazionale. Al sistema è collegata una mini rete elettrica di distribuzione di bassa tensione in corrente alternata, esercita con tensione pari a 400 V trifase e con frequenza pari a 50 Hz, alla quale sono stati allacciati (inizialmente) circa 15 utenti.. L’impianto ibrido è costituito dai seguenti componenti principali:

– un generatore fotovoltaico da 14 kWp – un generatore eolico da 10 kVA – una batteria di accumulatori da 168 kWh – inverter per 20 kW complessivi – un gruppo elettrogeno di emergenza da 22 kVA, previsto per un utilizzo solo in caso di indisponibilità di energia da parte degli altri generatori. Le prestazioni energetiche dell’impianto, determinate in fase di progettazione, sono: • Energia elettrica dal Generatore fotovoltaico: 13 MWh annui circa • Energia elettrica dal Generatore Eolico 3 MWh annui circa • Energia elettrica dal Gruppo Elettrogeno 3 MWh annui circa • Consumi elettrici degli utenti collegati 11 MWh annui circa. Dopo aver completato l’installazione dei vari componenti, ad eccezione del generatore eolico, il sistema è stato sottoposto a verifiche di funzionamento in differenti condizioni operative e quindi, nel maggio 2005, è stato messo in servizio. Sono infine state avviate le valutazioni del funzionamento del sistema ibrido, utilizzando i dati forniti dall’apparato di telemonitoraggio. I dati di funzionamento relativi ai primi mesi d’esercizio del sistema ibrido mostrano un suo corretto funzionamento e una regolare gestione della potenza sulla rete, come dimostra il corretto andamento della tensione e della frequenza sulla stessa. In particolare, l’energia richiesta dal carico elettrico nel periodo estivo è progressivamente aumentata, sia perché sono state gradualmente allacciate le varie utenze, ma anche perché gli utenti si sono via via dotati di apparecchiature elettriche e hanno preso dimestichezza con la disponibilità di una nuova fonte energetica. Durante tale periodo, sebbene caratterizzato quindi da un più elevato carico elettrico, non si è registrato alcun disservizio nell’alimentazione delle utenze, né alcun blocco degli inverter di batteria. Nel periodo autunnale e in quello invernale, si sono invece registrati alcuni disservizi, causati sia dall’insufficiente generazione da fonte fotovoltaica che dal mancato contributo energetico del generatore eolico, stante la sua ritardata installazione. Sempre nel periodo invernale, è stato evidenziato che in condizioni di assenza prolungata di generazione elettrica, la batteria è soggetta a un processo di scarica che appare più veloce di quanto previsto in fase di progettazione e in base alle caratteristiche dei componenti, fornite dai Costruttori. Un’analisi più approfondita e prolungata nel tempo consentirà di appurare le cause di tale discrepanza, permettendo di individuare quale componente possa essere la causa di tale anomalia. L’energia prodotta dal gruppo elettrogeno è stata utilizzata in occasione delle varie fasi di messa in servizio e di verifica del funzionamento dell’impianto, nelle differenti condizioni operative e in alcuni giorni del periodo autunnale-invernale, quando il livello di carica della batteria ha raggiunto il valore limite inferiore. Nei mesi estivi non è stata invece generata energia tramite il gruppo elettrogeno, giacché il sistema ibrido è stato pienamente operativo e ha fornito con continuità l’energia richiesta dalle utenze.

La continuazione del monitoraggio del sistema ibrido, nei periodi in cui anche il generatore eolico potrà contribuire alla produzione energetica, consentirà una definitiva valutazione delle sue prestazioni e fornirà importanti indicazioni sull’ottimizzazione del dimensionamento e della gestione di questo sistema di generazione elettrica per comunità isolate.