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Perché il fotovoltaico e il mese di luglio vanno bene d'accordo

Come molti si saranno accorti il mese di luglio 2015 è stato particolarmente caldo, con una temperatura che in media è risultata di 4° in più rispetto al 2014 (dati rapporto mensile Terna). La sempre maggior diffusione di sistemi di condizionamento dell'aria in Italia ha portato a superare in più occasioni nel mese il record storico di fabbisogno orario di energia elettrica.

Secondo i dati Terna il nuovo primato assoluto è stato raggiunto nella giornata del 21 luglio con un picco orario di consumi di 59,4 GW alle ore 16, mentre il precedente record registrato in altro anno risaliva al 17 dicembre 2007 (vedi questo articolo sul sito Terna relativo ad un primo superamento del record il 7 luglio).
Di quello che è successo il 21 luglio si può avere un'idea osservando il relativo grafico della produzione oraria del mese di luglio già pubblicato su questo sito.

La produzione elettrica oraria per fonte in Italia nel giorno di fabbisogno orario massimo del mese di luglio 2015
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Come detto più volte, ed indicato nelle note, questo tipo di grafici sono basati su dati provvisori che, seppur avendo subito una correzione, non sono uguali ai dati definitivi. In particolare fonte termica e fotovoltaica tendono ad essere un po' sottostimate. Confrontando il grafico con quello contenuto nel rapporto mensile Terna di luglio a pag. 12, si può notare infatti come la curva di carico esprima valori più bassi, nello specifico nel picco delle 16, circa 1,7 GW in meno.

Ancor più significativo in questo caso può essere far riferimento ai valori medi mensili anch'essi già pubblicati su questo sito.

La produzione elettrica media oraria per fonte in Italia nel mese di luglio 2015
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La prima considerazione da fare riguarda proprio la forma della linea del carico.
Per gran parte dell'anno è possibile distinguere due picchi di consumo ben distinti: il primo in tarda mattinata (9-13), il secondo, un po' più elevato del primo, alla sera (18-21). Arrivati in prossimità dell'estate, con le giornate che si allungano e le temperature che crescono, il secondo picco (collegato ad illuminazione e riscaldamento) tende a spostarsi verso destra e a ridursi sia in termini assoluti che relativi. Il risultato è che a partire dalla tarda primavera il picco serale tende a perdere rilevanza e ad essere superato dal primo picco. Quando poi il caldo inizia a farsi sentire il primo picco si mette anche a crescere molto per i consumi da raffreddamento dell'aria, come detto, tanto che in piena estate tende a formare un unico grande picco fino al tardo pomeriggio, intramezzato da una leggera depressione legata alla pausa pranzo. In questo contesto il picco serale non è quasi visibile, sommerso e inglobato dai consumi diurni.
Come si vede nel grafico del fabbisogno massimo, la punta oraria di consumo è stata raggiunta alle ore 16, a metà pomeriggio, quando effettivamente le temperature (e l'afa) raggiungono il massimo.

La fotovoltaica, come si sa, è una fonte non programmabile, ovvero non è in grado di adattare la produzione per seguire la linea dei consumi. E` ovvio però che un contesto estivo caratterizzato da consumi concentrati nella parte centrale della giornata tende inevitabilmente ad incrementare l'utilità ed efficacia del fotovoltaico.Tale aspetto è evidente dai grafici pubblicati che mettono in relazione il fabbisogno e la produzione rinnovabile (escluse bioenergie) espresse in valori standard e quindi più facilmente confrontabili per quanto riguarda la forma della linea. Più le linee combaciano, meglio è, perché significa che le rinnovabili riescono a seguire i consumi.

Fabbisogno e produzione rinnovabile di energia in valori standard a confronto per il mese di luglio 2015 in Italia
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In pratica in questo caso sono i consumi stessi che in modo naturale tendono a seguire la produzione. La relazione è abbastanza stretta se si pensa che un'eventuale vasta copertura nuvolosa porterebbe si ad una riduzione della produzione fotovoltaica, ma anche ad una contemporanea riduzione della richiesta di energia per gli impianti di raffreddamento.

C'è poi da considerare che a luglio l'unica grande fonte rinnovabile ad essere programmabile, la fonte idrica, è ai livelli massimi grazie allo scioglimento dei ghiacci sui rilievi. Tale fonte, come detto più volte, riesce a fare da "ammortizzatore" alle fonti rinnovabili non programmabili incrementando o riducendo la produzione proprio dove serve. La sua presenza quindi è fondamentale per raggiungere una buona situazione in termini di inseguimento dei consumi.

Per rendersi conto di quanto tale situazione sia favorevole è possibile fare un confronto con il grafico dei valori standard del mese di marzo:

Fabbisogno e produzione rinnovabile di energia in valori standard a confronto per il mese di marzo 2015 in Italia
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Come si vede la produzione rinnovabile è leggermente in ritardo sui consumi sulla prima importante rampa di consumo, va abbondantemente oltre a metà giornata, e rimane invece ben sotto al picco serale di consumo che in inverno e particolarmente marcato. Va ricordato che si tratta di valori relativi; danno un'indicazione di un anomalia tra due serie di valori ma non dicono niente sull'entità assoluta di tali valori.

La capacità di seguire il carico dei consumi (in inglese load following) è fondamentale per poter svolgere l'essenziale funzione di dispacciamento dell'energia sul sistema elettrico. La non programmabilità di alcune fonti rinnovabili e gli sbilanciamenti che creano nel seguire il carico richiedono di essere coperte e supportate da altre fonti, spesso non rinnovabili. Questo limita lo sviluppo e l'espansione delle fonti rinnovabili.
Il mese di luglio in tal senso, come si è visto, risulta meno critico rispetto ad altri.