Lo studio ha avuto come principale obiettivo la realizzazione di uno strumento di simulazione (validato su un sistema reale) e di una metodologia di analisi che permettono di valutare dal punto di vista elettrico vari scenari per l’integrazione di FER in una rete elettrica isolata, quale quella delle Isole minori. In questo contesto si rende necessaria una specifica analisi in quanto l’introduzione delle FER può causare problemi di mantenimento della qualità del servizio che vengono accentuati anche a causa della grande variabilità dei carichi elettrici nel corso dell’anno, soprattutto dovuta all’affluenza turistica estiva.

Il lavoro è stato sviluppato sul sistema elettrico dell’isola di Ustica, secondo le seguenti attività principali, che si integrano e completano quelle trattate nel rapporto RSE n°17000089, di cui questo documento costituisce il rapporto aggiuntivo: 
• Analisi del sistema elettrico isolano 
• Realizzazione del modello di simulazione, taratura dei controllori e validazione 
• Analisi del comportamento dinamico del sistema elettrico in caso di disservizi 
• Inserimento di fonti energetiche rinnovabili (FER) nella rete 
• Analisi del comportamento dinamico del sistema in presenza di FER nel caso di disservizi.

L’analisi nelle varie condizioni di carico e meteorologiche (invernali o estive) ha evidenziato come, in presenza di generatori fotovoltaici e di eventuali sistemi di accumulo nella rete elettrica isolana, la tensione e la frequenza di rete mostrino delle variazioni di entità limitata e non tali da comportare una diminuzione della qualità del servizio elettrico.

Inoltre, com’era prevedibile, la generazione fotovoltaica consente di ridurre l’energia erogata dai generatori diesel ed il corrispondente consumo di combustibile.

È stato altresì possibile valutare come opportune modifiche alla gestione degli attuali sistemi di generazione elettrica con gruppi diesel, unitamente all’opportuna regolazione degli inverter fotovoltaici, consentano di limitare le difficoltà di gestione della rete dovute all’inserimento di FER. Effetti ulteriormente migliorativi sono stati riscontrati con l’installazione di sistemi di accumulo, giacché l’errore di frequenza raggiunge valori di picco nettamente inferiori rispetto al caso di solo fotovoltaico.

Infine, mediante l’analisi del comportamento dinamico del sistema elettrico isolano in presenza di FER nel caso di disservizi del sistema, è stato verificato come la presenza di sistemi di controllo adeguati e di un accumulo consentano di migliorare il comportamento della rete in presenza di FER. Il simulatore è stato validato sui dati reali per quanto riguarda gli effetti a regime su tensioni e frequenze, ma permette anche di considerare fenomeni transitori caratterizzati da tempi dell’ordine dei secondi, utili per una progettazione adeguata dei sistemi di controllo. Per la validazione del modello su queste scale di tempo occorre però utilizzare misure più accurate, che saranno disponibili al termine della campagna di acquisizione dati iniziata nel 2016 e attualmente in corso.

Il risultato di questo lavoro, svolto in collaborazione con il Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, costituisce un utile strumento per fornire indicazioni alle Imprese elettriche isolane su quali siano gli effetti sul loro sistema elettrico derivante dall’introduzione di potenza da FER e quali siano gli accorgimenti da implementare sulla rete e sui relativi sistemi di controllo per limitare tali effetti.