I cambiamenti climatici potrebbero causare problemi alla produzione di energia solare

Nel prossimo secolo, l'Australia (e non solo) dovrà adattarsi agli eventi di fluttuazione improvvisa dell'energia solare

[7 Agosto 2023]

Secondo lo studio “Assessing Australia’s future solar power ramps with climate projections”, pubblicato su Scientific Reports da un team di ricercatori dell’università del New South Wales – Sydney, «Il cambiamento climatico può influenzare la futura stabilità dei sistemi di energia solare connessi alla rete, qualcosa che deve essere preso in considerazione nella pianificazione della transizione energetica rinnovabile dell’Australia».

Infatti, i modelli utilizzati dai ricercatori  dell’UNSW Sydney di mostrano che «Nel corso del prossimo secolo, l’entità, la frequenza e la durata degli eventi dirompenti della produzione solare, chiamati ramp, cambieranno in modo significativo» e i  risultati dello studio potrebbero fornire informazioni utili per lo sviluppo della futura infrastruttura di energia solare in Australia.

I  grndi impianti  energia solare collegati alla rete sono la tecnologia di energia rinnovabile in più rapida crescita in Australia e gli scienziati spiegano: «Poiché l’energia solare si basa sulla conversione diretta della luce solare in elettricità, esiste una variabilità intrinseca nella generazione di energia dovuta a fattori come la copertura nuvolosa, l’ora del giorno, i cicli stagionali e la posizione. La variabilità improvvisa può portare a disallineamenti tra domanda e offerta di elettricità che, se non gestiti, possono causare interruzioni di corrente o guasti della rete».

La principale autrice dello studio Shukla Poddar, della la School of Photovoltaics and Renewable Energy Engineering e dell’ARC Centre of Excellence for Climate Extremes dellUNSW Sydney, aggiunge che «La produzione solare fotovoltaica è influenzata da fattori climatici, il che la rende suscettibile ai cambiamenti climatici. Ad esempio, le modifiche al modo in cui le nuvole passano sui pannelli solari potrebbero causare improvvise diminuzioni (ramp-down) o aumenti (ramp-up) che possono causare fluttuazioni di tensione e blackout».

Nel 2022, il 35,9% dell’elettricità totale prodotta in Australia proveniva da fonti rinnovabili , con il solare che rappresentava il più alto contributo di energia rinnovabile in rete. Con la notevole diffusione del fotovoltaico su larga scala pianificato, compreso il più grande parco solare del mondo a Powell Creek, mentre l’Australia aumenta la sua dipendenza dai grandi impianti solari, per garantire una produzione di energia stabile e fondamentale la modellazione delle ramp future.

Un’altra autrice dello studio, Merlinde Kay. Evidenzia che «L’uso di fonti rinnovabili più variabili come il solare può influire sulla stabilità della rete elettrica in quanto possono fornire energia in modo intermittente mentre passano le nuvole. Quindi, questo lavoro è essenziale per gli operatori di rete, che sono responsabili della gestione e del mantenimento di una rete elettrica affidabile, per capire come questi eventi di ramp cambieranno con il cambiamento climatico in modo da poter pianificare di conseguenza questa adozione».

Per realizzare lo studio, il team dell’ UNSW Sydney  ha utilizzato le proiezioni climatiche regionali per modellare le ramp solari in tutta l’Australia fino al 2100, sia in uno scenario di emissioni intermedie che elevate, scoprendo che «E’ probabile che gli eventi di ramp diventino più lunghi e più frequenti lungo la costa orientale e parti dell’Australia settentrionale, anche se la loro entità probabilmente si ridurrà. I cambiamenti sono più significativi in ​​condizioni di emissioni elevate, uno scenario verso cui l’Australia si sta attualmente dirigendo».

La Poddar  fa notare che «Nel complesso, significa che, con il cambiamento climatico, dovremmo aspettarci che le ramp solari diventino più comuni nel prossimo secolo, anche se questo differisce tra le località e le emissioni future. Per gli operatori di rete, significa che devono essere preparati con le tecnologie e le strategie adeguate per gestire problemi di intermittenza più regolari».

Comunque lo studio dice che «Gestire le fluttuazioni causate dalle ramp solari è possibile attraverso la tecnologia di accumulo di massa e diversificando il mix di energia rinnovabile nella rete» e la Kay confermma: «Durante gli eventi di accelerazione, le batterie di grandi dimensioni possono immagazzinare l’energia solare in eccesso per contribuire a ridurre lo sforzo sulla rete. In caso di rallentamento, l’energia stoccata può essere reimmessa nella rete per aiutare a compensare la perdita di energia solare e mantenere la stabilità della rete. Anche la combinazione di questo con tecnologie di energia rinnovabile come l’eolico, che può funzionare di notte, è essenziale e sta già funzionando abbastanza bene in luoghi come la  South Australia presso la Hornsdale Power Reserve con il powerpack della batteria Tesla».

Anche costruire parchi solari in posizioni ottimali è un’altra strategia per mitigare le ramp di potenza.

I ricercatori sperano che i risultati del loro studio «Contribuiranno a informare i futuri sviluppi degli impianti e solari in tutto il mondo», qualcosa che cercheranno di sviscerare ulteriormente nella ricerca futura.

La Poddar conclude: «Il quadro che abbiamo sviluppato qui per studiare spaziotemporalmente gli eventi di ramp futuri utilizzando la modellazione climatica può essere applicato a diversi luoghi in tutto il mondo per garantire un funzionamento ottimale della rete in futuro con i cambiamenti climatici».