Perché l'intervento solare è una minaccia per la rete delle energie rinnovabili

Il 9 maggio dello scorso anno avrebbe dovuto essere un giorno tipico per l'energia solare nel Texas occidentale. Ma intorno alle 11:21 qualcosa è andato storto.

Secondo l’Electric Reliability Council of Texas (ERCOT), grandi quantità di capacità solare sono andate inaspettatamente offline, apparentemente a causa di un guasto sulla rete collegata a un impianto di gas naturale a Odessa. La perdita di produzione solare rappresentava all’epoca più del 13% della capacità solare totale nella regione della rete ERCOT, che si estende su gran parte dello stato.

Anche se tutte le unità solari sono tornate online nel giro di sei minuti, l’incidente ha evidenziato una sfida persistente per il settore energetico che, secondo gli esperti, deve essere affrontata poiché le risorse energetiche pulite continuano a sostituire i combustibili fossili.

"Come in Texas, stiamo assistendo a questo enorme boom della tecnologia solare abbastanza rapidamente", ha affermato Ryan Quint, direttore dell'ingegneria e dell'integrazione della sicurezza presso la North American Electric Reliability Corporation (NERC). "E ora stiamo assistendo a disordini molto grandi dal nulla."

Negli Stati Uniti, le risorse prive di carbonio costituiscono una porzione crescente del mix energetico e della stragrande maggioranza della nuova generazione proposta. La scorsa estate, i sistemi solari e di accumulo delle batterie hanno contribuito a mantenere le luci accese in Texas e California mentre gli operatori di rete erano alle prese con un’elevata domanda di energia determinata dal caldo estremo, secondo gli esperti di rete.

Anche così, sebbene i disordini dello scorso anno vicino a Odessa siano stati insoliti, non si è trattato di un incidente isolato. Se l’industria e le autorità di regolamentazione non agiscono per prevenire futuri eventi di “intervento” delle energie rinnovabili, tali incidenti potrebbero innescare un blackout se sufficientemente diffusi e danneggiare la percezione pubblica delle energie rinnovabili, dicono gli esperti.

L’incidente in Texas – che si è esteso per 500 miglia – e altri incidenti simili sono stati collegati agli inverter che convertono l’elettricità generata dai sistemi solare, eolico e di accumulo delle batterie nell’energia utilizzata sulla rete. I generatori convenzionali – centrali elettriche a combustibili fossili, centrali nucleari e dighe idroelettriche – non richiedono inverter, poiché generano energia in modo diverso.

"Dobbiamo fare sempre più affidamento sulla tecnologia degli inverter, quindi diventa sempre più fondamentale evitare questi problemi di rischio di affidabilità sistemica, come scatti imprevisti e prestazioni impreviste", ha affermato Quint.

Le risorse rinnovabili – o “basate su inverter” – hanno attributi preziosi che mancano ai generatori convenzionali, dicono gli esperti. Possono salire e scendere molto più rapidamente di una centrale elettrica convenzionale, quindi gli incidenti di inciampo in genere non durano più di diversi minuti.

Ma anche gli inverter devono essere programmati per comportarsi in determinati modi, e alcuni sono stati progettati per andare offline in caso di guasto elettrico, piuttosto che attraversarlo, ha affermato Debra Lew, direttore associato dell'organizzazione no-profit Energy Systems Integration Group.

"[La programmazione] ti dà molto spazio per giocare", ha detto Lew. "Puoi fare ogni genere di cose pazze. Puoi fare grandi cose e puoi fare cose schifose."

Quando i parchi solari ed eolici sono emersi come attori significativi nel settore energetico negli anni 2000 e 2010, avrebbe potuto avere senso programmare i loro inverter per passare temporaneamente offline in caso di guasto, ha affermato Barry Mather, ingegnere capo presso il National Renewable Laboratorio di Energia (NREL).

I guasti possono essere causati da linee elettriche cadute, fulmini o altri disturbi più comuni. La risposta da parte delle risorse basate sugli inverter aveva lo scopo di evitare che le apparecchiature venissero danneggiate, e inizialmente ebbe poche conseguenze per la rete nel suo insieme, dal momento che le energie rinnovabili all’epoca costituivano una porzione così piccola della rete, ha osservato Mather.

Mentre Quint afferma che si stanno facendo progressi per migliorare gli inverter in Texas e altrove, altri sono meno ottimisti sul fatto che l’industria e le autorità di regolamentazione stiano attualmente trattando la questione con l’urgenza che merita.

"La verità è che non stiamo facendo progressi in termini di soluzione", ha detto Mather. "In un certo senso sistemiamo le cose per un evento, e poi l'evento successivo accade in modo abbastanza diverso."