La soluzione di stoccaggio di Moloka'i: il "banco di carico dinamico" sprecherà un po' di energia solare per consentirne di più

La soluzione è più economica rispetto all’installazione di batterie di accumulo e consentirà di installare circa 725 kW di nuovi sistemi solari sui tetti dell’isola.

Maui Electric Co. sta testando una soluzione unica per la sovragenerazione dal solare sui tetti e ha installato un dispositivo sull'isola di Moloka'i che consente di sprecare un po' di elettricità, ma in cambio di installare più capacità sul tetto.

Al centro della soluzione c’è un banco di carico dinamico resistivo sviluppato con l’Hawaii Natural Energy Institute (HNEI) presso l’Università delle Hawaii, che aiuta a mantenere l’affidabilità della rete mantenendo online la generazione diesel dell’isola. Sebbene la rete Moloka’i sia unica – bassa domanda di energia e alta penetrazione solare – il problema della generazione eccessiva non lo è.

Le utility con molta energia rinnovabile sulle loro reti possono affrontare difficoltà nel bilanciare domanda e offerta e, a volte, potrebbero dover ridurre la produzione. È una situazione che in genere cercano di evitare, poiché significa meno energia priva di emissioni sulla rete e allo stesso tempo un aumento dei costi per i generatori.

La dimensione del problema e le soluzioni varieranno a seconda del servizio e della rete.

Il più grande esempio di sovragenerazione negli Stati Uniti è il Western Imbalance Market di CAISO, che nel primo trimestre di quest’anno è stato in grado di fornire 52.254 MWh di energia rinnovabile in eccesso che altrimenti sarebbe stata ridotta. E CAISO afferma che il mercato sta crescendo, generando il doppio del risparmio energetico rispetto a un anno prima.

In Texas, per anni, i servizi pubblici hanno regalato energia gratuitamente durante i periodi di vento forte e bassa domanda. L'Arizona Public Service ha sviluppato una "risposta inversa alla domanda" per bilanciare il carico del sistema con un eccesso di produzione rinnovabile.

Mettere la produzione in eccesso nello stoccaggio di energia è una soluzione efficace e diffusa, ma sebbene il costo delle batterie sia in calo, non sono ancora economiche. Un recente rapporto del Minnesota suggerisce che potrebbe avere più senso potenziare intenzionalmente la produzione di energia solare, piuttosto che acquistare batterie più costose.

Il rapporto sul potenziale solare dello stato conclude che l’energia eolica e solare potrebbero servire il 70% del carico elettrico del Minnesota nel 2050, ma “la capacità aggiuntiva abbinata alla riduzione energetica è considerevolmente meno costosa e rappresenta una valida alternativa allo stoccaggio a lungo termine o stagionale in un futuro ad alto contenuto di rinnovabili."

Su Moloka'i, l'azienda non ha trovato un uso alternativo per la potenziale sovrapproduzione e quindi sta cercando di sprecarne una piccola quantità.

"Anche se a nessuno piace scartare l'energia rinnovabile in eccesso, non è economicamente fattibile utilizzare una batteria per immagazzinare i pochi megawattora di energia in eccesso prodotti ogni anno", ha affermato HNEI in un brief di ricerca sul progetto Moloka'i. "L'utilizzo di qualcosa di poco costoso come il banco di carico consente oltre un gigawattora di energia rinnovabile aggiuntiva nel sistema, scartando solo pochi megawattora di energia in eccesso."

Moloka'i ha alti livelli di energia solare sui tetti, il che mantiene modesta la domanda del suo sistema diurno. Secondo HNEI, la domanda del sistema energetico può scendere fino a 3,3 MW e l’isola ha circa 2,3 MW di energia solare sul tetto per soddisfare la maggior parte della domanda del sistema durante il giorno.

"Ciò rende Moloka'i il luogo perfetto per dimostrare soluzioni avanzate per il funzionamento affidabile delle reti, in uno stato con alcuni dei livelli di penetrazione della generazione solare distribuita più alti al mondo", ha affermato in una nota il direttore dell'HNEI Rick Rocheleau.

Il problema con la rete dell'isola è che l'aggiunta di ulteriori sistemi sul tetto potrebbe spingere la produzione diesel dell'azienda al di sotto dei livelli operativi minimi affidabili durante i periodi di elevata produzione solare. Per risolvere il problema, nel 2015 MECO ha sospeso la realizzazione di nuovi impianti solari sui tetti dell’isola.

Ma ora, con il nuovo banco di carico installato, MECO sarà probabilmente in grado di accettare ulteriori 725 kW di fotovoltaico su tetto. I funzionari dei servizi pubblici affermano che il lavoro con HNEI può essere un modello per aggiungere più energia pulita per alcuni servizi pubblici.

"Tali collaborazioni con HNEI sono fondamentali poiché continuiamo a lavorare insieme per integrare più energia rinnovabile su piccoli sistemi autonomi come su Moloka'i", ha affermato Chris Reynolds, direttore delle operazioni di sistema di MECO.