La transizione verso un'energia sostenibile accelera grazie all'innovazione tecnologica, agli incentivi economici e alla necessità di proteggere il pianeta. Diverse tendenze stanno trasformando il settore e il modo in cui la produzione rinnovabile si integra nella rete. Centrali elettriche virtuali (VPP), risorse energetiche distribuite (DER), risposta alla domanda e risposta alla frequenza hanno un ruolo centrale. Vediamo come l'Internet delle cose (IoT) può contribuire a questa trasformazione.
1. Produzione energetica distribuita
Il modello tradizionale basato su poche grandi centrali si sta trasformando in un sistema distribuito. Risorse come pannelli solari, turbine eoliche e piccoli impianti a biogas acquistano importanza. La diversificazione delle fonti può ridurre le perdite di trasmissione e rafforzare la resilienza della rete.
2. Centrali elettriche virtuali
Le VPP permettono di gestire l'infrastruttura distribuita. Aggregano le DER affinché operino sulla rete come un'unica centrale. Secondo l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), le VPP possono migliorare la stabilità della rete e integrare una quota maggiore di rinnovabili rendendo attivabili la produzione e l'accumulo distribuiti.
Per gestire una VPP servono dati e analisi in tempo reale. L'hardware EpiSensor per la risposta alla domanda permette di misurare e controllare alcune risorse all'interno di questi programmi. Le risorse possono trovarsi in sedi diverse, come nel programma Gogoro ed Enel X, in cui la tecnologia EpiSensor collega 2.500 GoStation Gogoro, stazioni per lo scambio delle batterie degli scooter elettrici, alla VPP di Enel X.
3. La crescita dell'accumulo energetico
I costi dei sistemi di accumulo, soprattutto delle batterie agli ioni di litio, sono diminuiti nettamente e la capacità installata è cresciuta. Secondo BloombergNEF, il costo delle batterie agli ioni di litio è sceso di quasi il 90% nel decennio precedente. Questo calo, insieme ai progressi tecnici, rende più praticabile l'integrazione su larga scala di solare ed eolico intermittenti. L'IoT aiuta a gestire gli impianti di accumulo, ottimizzare i cicli di carica e scarica e prevedere i modelli d'uso. Le soluzioni EpiSensor contribuiscono al funzionamento e all'integrazione di questi sistemi nella gestione complessiva dell'energia.
4. Risposta alla domanda e prezzi dinamici
Nella risposta alla domanda, i consumatori adattano l'uso dell'energia alle condizioni di offerta e ai prezzi. Le tariffe dinamiche, che seguono il costo dell'elettricità nel tempo, incentivano a spostare i consumi fuori dalle ore di punta. Questo può aiutare le imprese commerciali e industriali a ridurre i costi, sostenere gli obiettivi di sostenibilità e rispondere a normative come la CSRD europea.
Avvicinando nel tempo domanda e offerta, questi programmi sostengono l'affidabilità della rete. L'IoT fornisce misure e meccanismi di controllo; l'hardware EpiSensor per la risposta alla domanda consente a un sito di adattare i propri consumi. Un esempio è il programma presso l'aeroporto di Dublino, il più grande d'Irlanda.
5. Integrazione dei veicoli elettrici
I veicoli elettrici consumano energia e possono fungere da unità mobili di accumulo. La tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) consente a veicoli idonei di immettere elettricità nella rete, aiutando a sostenerla nei periodi di punta.
Un rapporto dell'International Council on Clean Transportation (ICCT) e del Regulatory Assistance Project esamina la crescita dei veicoli elettrici e il loro potenziale per la rete. Il rapporto spiega che la ricarica intelligente può ridurre il consumo di elettricità prodotta da combustibili fossili e favorire l'integrazione delle rinnovabili variabili, caricando i veicoli quando la produzione rinnovabile è sufficiente. Può così ridurre le emissioni e la necessità di costosi ampliamenti della rete.
L'IoT può coordinare la ricarica con le condizioni della rete. L'esempio EpiSensor citato qui è la rete Gogoro di stazioni per lo scambio delle batterie, che partecipa a una VPP. Questo caso non dimostra un'interfaccia V2G per un singolo veicolo o caricatore: la ricarica bidirezionale richiede una verifica specifica del veicolo, del caricatore e della connessione alla rete.
6. Competenze e progettazione dei sistemi
La scarsità di competenze specialistiche è una sfida per la transizione energetica. La complessità dei sistemi moderni crea difficoltà per molte organizzazioni. Occorre progettare tecnologie più semplici da usare, capaci di configurarsi in parte automaticamente e di ridurre la dipendenza da personale raro.
Il World Economic Forum sottolinea la crescente carenza di competenze nel settore energetico e la necessità di automazione e strumenti intuitivi. EpiSensor cerca di semplificare la gestione dell'energia con sistemi IoT utilizzabili da più persone, riducendo il carico sui tecnici specializzati e aiutando a diffondere pratiche avanzate di gestione energetica.
7. Crescita delle rinnovabili e dell'accumulo
Il costo dei pannelli fotovoltaici è sceso di oltre l'80% nel decennio precedente, favorendo una forte crescita della capacità installata. Insieme al calo del costo delle batterie, questo sta accelerando i progetti rinnovabili e di accumulo. Uno studio IRENA documenta la riduzione dei costi delle rinnovabili e l'espansione che ne consegue. Monitoraggio in tempo reale, analisi predittive e controllo automatizzato aiutano a gestire questa crescita. La tecnologia EpiSensor sostiene l'integrazione delle rinnovabili e l'efficienza dei sistemi energetici degli edifici.
8. Previsioni IEA e crescita effettiva
Nelle sue previsioni, l'Agenzia internazionale dell'energia (IEA) ha spesso sottostimato la crescita delle rinnovabili e dell'accumulo. La diffusione effettiva ha più volte superato quanto previsto, mostrando la rapidità dello sviluppo tecnologico e dell'adozione.
Anche le installazioni di accumulo hanno seguito questa tendenza. L'IoT ha contribuito fornendo gli strumenti per gestire e ottimizzare i sistemi rinnovabili. Le soluzioni EpiSensor offrono dati e capacità che aiutano a usare meglio queste fonti.
9. Risposta alla frequenza e stabilità della rete
Con la crescita delle rinnovabili, diventa più importante mantenere stabile la frequenza della rete. Le centrali tradizionali contribuiscono a stabilizzarla con una produzione regolare, mentre molte fonti rinnovabili non offrono la stessa capacità. Misura e controllo basati sull'IoT possono aiutare gli aggregatori a rispondere alle variazioni di frequenza. Nel programma di Microsoft ed Enel X presso un data center, l'infrastruttura EpiSensor ha reso possibile la risposta dinamica delle batterie UPS esistenti. Il percorso di controllo e la risposta di altre risorse distribuite vanno verificati per ciascuna installazione.
Il ruolo dell'IoT nella transizione energetica
L'IoT offre dati, connettività e strumenti per integrare fonti diverse, gestire l'accumulo, attuare la risposta alla domanda e sostenere la stabilità della rete. Queste tendenze mostrano il suo contributo alla transizione energetica.
EpiSensor realizza il livello di misura e controllo su cui si basano tali programmi. I sistemi sono progettati per essere installati da un elettricista qualificato, permettendo a una società di servizi energetici di ampliare un programma più rapidamente di quanto possa assumere nuovi specialisti.