Impianti ibridi ad energie rinnovabili per l'elettrificazione di comunità isolate dalla rete : analisi critica del progetto di Val Codera, valutazione del funzionamento e delle prestazioni dell'impianto e dei suoi componenti dopo 8 anni di operatività

A very promising application of renewable energy technology is the installation of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES), composed of one (or more) renewable and one conventional energy source, in order to supply electricity in remote areas where the grid extension or the generation with fossil fuels are not feasible options, since their cost increases drastically with the remoteness of the location. In this context a hybrid renewable energy plant has been installed by RSE in 2004 to supply electricity to the remote community of Bresciadega in Val Codera (SO, Italy), sited at 1200 m a.s.l. and unreachable by road. The main features of its components, connected to an AC bus line, are: • PV generator: 14,2 kWp (monocrystalline Si modules); • Wind generator: 10 kVA; • Lead-acid batteries: 169 kWh (C10 storage capacity); • PV inverters: 11 kW, 6 units; • Battery inverters: 11 kW, 3 units; • Emergency Diesel generator: 22 kVA; • Low voltage distribution line (230/400V, 50Hz), connecting 15 family houses. The plant has been monitored since the installation and its operating data have been collected through a telephone connection by a RSE server and continuously analyzed to check the status of plant operation and to detect possible faults of the main components. Moreover a techno-economic analysis has been carried out by reviewing and elaborating these data, a hybrid power plant simulation software (HOMER®) has been used as well for simulation and optimisation of the components in the light of real plant operational data. This study shows that, during the 8 years of operation, the Val Codera RE plant had a correct operation and a good power management on the low voltage grid (acceptable power quality), meeting the energy needs of the remote community with satisfactory continuity and reliability. There have been no black-outs, with the exception of sporadic interruptions of the service for scheduled maintenance of PV components. All plant components have been working properly, with energy performances comparable with those declared by the manufacturers. Only battery inverters have occasionally shown an erroneous management of the energy storage system, with significant impact on the power plant performance. The computer simulations and comparisons of plant operational data with the “traditional” generating solutions and with the grid extension confirmed the economic viability and technical feasibility of this kind of plant configuration in the Italian context.

Un’applicazione molto promettente per lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili consiste nell’installazione di impianti ibridi di generazione, costituiti da una fonte energetica tradizionale e una (o più) fonti rinnovabili, al fine di produrre elettricità in zone remote/isolate dove l’estensione della rete elettrica o la generazione tramite combustibili fossili non sono opzioni fattibili a causa degli eccessivi costi. In questo ambito RSE ha installato nel 2004 un impianto ibrido di generazione per l’alimentazione elettrica della comunità isolata di Bresciadega in Val Codera (SO), situata a 1200 m s.l.m. e sprovvista di collegamento stradale. Le principali caratteristiche dei suoi componenti, connessi ad un bus in corrente alternata, sono: • Generatore fotovoltaico: 14,2 kWp (moduli in Silicio monocristallino); • Generatore eolico: 10 kVA; • Batterie al Piombo acido: 169 kWh (capacità d’accumulo C10); • Inverter FV: 11 kW, 6 unità; • Inverter di batteria: 11 kW, 3 unità; • Generatore Diesel d’emergenza: 22 kVA; • Linea di distribuzione in bassa tensione (230/400 V, 50 Hz) che connette all’impianto 15 utenze monofamiliari. In seguito all’installazione l’impianto è stato monitorato con continuità e i dati relativi al suo funzionamento sono stati raccolti tramite connessione telefonica in un server di RSE e analizzati al fine di verificarne la corretta operatività ed individuare eventuali guasti. È stata svolta un’analisi tecno-economica tramite la valutazione e l’elaborazione di questi dati utilizzando inoltre un software per la simulazione del funzionamento di impianti ibridi (HOMER®) al fine di ottimizzarne i componenti a partire dai dati sperimentali. Lo studio ha evidenziato che durante gli 8 anni di operatività l’impianto di Val Codera ha funzionato correttamente, nonostante alcune problematiche relativamente alla parte eolica, mostrando una soddisfacente gestione dell’energia prodotta e della rete di distribuzione, alimentando i carichi elettrici con continuità ed affidabilità. Non si sono verificati black-out, con l’eccezione di sporadiche interruzioni del servizio in corrispondenza di interventi di manutenzione programmata. Solo gli inverter di batteria hanno evidenziato sotto certi aspetti una non ottimale gestione del sistema d’accumulo, con un impatto significativo sulle prestazioni energetiche dell’impianto. Le simulazioni computerizzate dell’impianto installato in Val Codera e i confronti con i “tradizionali” metodi di generazione e l’estensione della rete confermano la fattibilità tecnica ed economica di questa soluzione nel contesto delle comunità isolate in Italia.