Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Ricerche su Reti Attive, Generazione Distribuita e Sistemi di Accumulo” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. L’obiettivo del Progetto 1 è lo sviluppo e la sperimentazione di metodologie e tecnologie che favoriscano l’evoluzione delle attuali reti di distribuzione passive verso reti attive, con elevata penetrazione di generazione distribuita. Il progetto prende come riferimento la prospettiva di “sistema”, cioè sono investigati gli sviluppi necessari a far evolvere la rete di distribuzione da passiva ad attiva, condizione indispensabile per incrementare la diffusione della GD, al fine di consentire un maggior sfruttamento dell’energia da fonti rinnovabili e di sistemi di generazione efficienti (es. mini e micro cogenerazione). Poiché l’evoluzione della rete di distribuzione da passiva ad attiva dipende da numerosi “fattori abilitanti” di tipo tecnologico, il progetto ha approfondito alcune delle tecnologie ritenute più importanti per l’adozione delle reti attive. In particolare l’attività si è rivolta verso le tematiche della comunicazione, degli inverter, delle tecniche di controllo delle risorse distribuite per garantire un corretto funzionamento della rete, dei contatori elettronici di seconda generazione e della sensoristica per la diagnostica dei componenti di rete. Infine, sul fronte delle tecnologie di mini e micro generazione e di accumulo, è proseguita l’attività di monitoraggio e verifica della tecnologia, in particolare relativamente ai generatori di piccola taglia, alimentati sia da fonti rinnovabili (programmabili e non) sia da fonti fossili. L’attenzione è stata posta soprattutto sugli aspetti dell’interazione con la rete, cioè sulla valutazione dei servizi che i sistemi di generazione e di accumulo sono in grado di fornire alla rete. Il progetto si è articolato in due linee di attività: • Reti Attive (Smart Grids) • Generazione Distribuita e sistemi di accumulo Per quanto riguarda la Linea di attività “Reti Attive (Smart Grids)” sono state condotte ricerche sui temi sotto riportati: • Modelli di sviluppo e di gestione delle reti attive o Definizione di nuovi modelli di business: analisi delle nuove attività (gestione della rete di distribuzione, vendita dell’energia, aggregazione di utenti, servizio di misura, ecc.) che coinvolgono il settore della distribuzione dell’energia elettrica nel mercato liberalizzato; nuovi attori e relazioni tra essi. o Pianificazione efficiente di reti attive: nuovi criteri di pianificazione di reti attive e relative implicazioni di tipo regolatorio, normativo, tecnico ed economico; potenziamento e consolidamento di strumenti software; prova su specifiche reti. o Diffusione della Generazione Distribuita (GD) sulle attuali reti di distribuzione: valutazione della massima quantità di GD che può essere connessa alle attuali reti di distribuzione (hosting capacity) senza violare i vincoli tecnici e di qualità della fornitura. • Sperimentazione di tecnologie, componenti e sensoristica per reti attive. o Sistemi di controllo: funzioni di controllo di tipo centralizzato applicate ad una micro rete; sistemi di controlli di tipo distribuito (generatori dotati di controllo droop) inseriti in micro 1 Gli obiettivi e l’articolazione del Progetto sono descritti nel documento “Piano Annuale di Realizzazione 2009” prot. ERSE 09003032 (Agosto 2009

reti in grado di funzionare in isola; funzionalità di regolazione della tensione da parte dei generatori connessi alla rete di distribuzione o Sistemi di comunicazione: sperimentazione di sistemi di comunicazione (infrastrutture, protocolli, funzioni applicative) per la gestione dei generatori, dei carichi programmabili e delle batterie (DER Distributed Energy Resources) connessi alle rete. o Ottimizzazione di risorse energetiche presso piccole utenze: studio di funzioni avanzate di ottimizzazione dei sistemi energetici installati presso i clienti finali, per la generazione elettrica e di calore. o Sistemi multimetering di nuova generazione: specifiche utente, specifiche di sistema, e implicazioni sui diversi soggetti dei nuovi sistemi di misura. o Sensoristica per reti attive. Prove di sensoristica per diagnostica di scomparti di manovra di reti MT. Studio di sistemi di diagnostica di trasformatori, per la misura delle vibrazioni indotte dalla modifica del circuito magnetico. o Prove sperimentali su inverter: verifica del comportamento di alcuni dispositivi disponibili nella Test Facility in diverse condizioni di connessione alla rete. Relativamente alla linea di attività “Generazione Distribuita e sistemi di accumulo” le ricerche hanno riguardato i seguenti temi: • Prova di componenti nella Test Facility e in campo o Sperimentazione di microgeneratori a combustione interna: caratterizzazione delle emissioni di un motore a combustione interna alimentato con miscele a gas naturale e idrogeno; valutazione di un micro-cogeneratore residenziale basato su motore Stirling da 1 kWe o Impianto di trigenerazione con microturbina a gas e frigorifero ad assorbimento. Verifica delle prestazioni e della stabilità di funzionamento del sistema dai carichi parziali fino a potenza frigorifera nominale. o Valutazione di moduli fotovoltatici. Verifica delle prestazioni dei moduli fotovoltaici innovativi in silicio cristallino e a film sottile di diversa tipologia (CdTe, CIS, Si amorfo su Si microcristallino, silicio con tecnologia back contact) attraverso la misura periodica della caratteristiche I-V dei moduli. Confronto delle prestazioni di moduli installati c/o ERSE e gli stessi moduli installati in una città del centro sud, per comparare le prestazioni in condizioni ambientali diverse (irraggiamento, temperatura, umidità ecc.). o Sistemi di accumulo energetici. Realizzazione di una postazione di prova per sistemi di accumulo innovativi, e caratterizzazione di celle al litio di costruttori differenti, secondo una procedura di prova definita da ERSE. Messa a punto di un filtro attivo con supercapacitori e progetto del quadro elettrico per il suo inserimento nella Test Facility. Prove di lunga durata di un accumulatore di idrogeno ad idruri metallici con cicli di successivi di carica/scarica. • Iniziative dimostrative e di monitoraggio di applicazioni di GD o Impianti energetici ad alta efficienza sul territorio a carattere fortemente innovativo in distretti urbani o in aree rurali rinnovabili, basati su sistemi di Generazione Distribuita. o Monitoraggio di impianti FV. Monitoraggio di impianti FV operanti da anni in campo, per valutare il degrado delle loro prestazioni determinato dalle condizioni di esercizio.