Blackout Spagna, fotovoltaico sotto accusa. Ma renderlo affidabile è possibile, ecco come

Lunedì 28 aprile, a mezzogiorno circa, si è spenta la luce nella Penisola iberica. Il blackout della rete in Spagna, che si è esteso a parti del Portogallo e della Francia, ha colpito decine di milioni di persone. Voli bloccati, reti cellulari in tilt e aziende chiuse per tutto il giorno.

A più di una settimana di distanza, i funzionari non sono ancora del tutto sicuri di cosa sia successo, ma alcuni (tra cui il segretario all’energia degli Stati Uniti, Chris Wright, che fa parte di un’amministrazione, quella Trump, pro fossili) hanno suggerito che le energie rinnovabili potrebbero aver giocato un ruolo, perché poco prima dell’interruzione, l’eolico e il solare rappresentavano circa il 70% della produzione di elettricità.

Altri, tra cui funzionari del governo spagnolo, hanno insistito sul fatto che è troppo presto per attribuire una responsabilità.

In effetti, i fattori scatenanti possono essere diversi. Ma per rendere le rinnovabili affidabili, esistono soluzioni tecnologiche da adottare quanto prima possibile, in modo tale da non ostacolare la transizione energetica. Ecco cosa bisogna fare e occorre agire presto per molti motivi.

Blackout Spagna, energia solare – fotovoltaico sul banco degli imputati

Ci vorranno settimane per avere un rapporto completo, ma sappiamo già alcune cose su quello che è successo. Anche in attesa di un quadro più completo, ci sono alcuni elementi che potrebbero aiutare la nostra rete futura.

Cominciamo con quello che sappiamo finora su quanto è successo, secondo l’operatore di rete spagnolo Red Eléctrica:

• poco dopo le 12:30 si è verificata un’interruzione della produzione di energia elettrica, che potrebbe essere stata causata da un guasto a una centrale elettrica o a un’apparecchiatura di trasmissione;
• un secondo dopo, la rete ha perso un’altra parte della produzione;
• una manciata di secondi dopo, il principale interconnettore tra Spagna e Francia sud-occidentale si è disconnesso a causa dell’instabilità della rete;
• subito dopo, praticamente tutta la produzione di energia elettrica della Spagna è andata in tilt causando il blackout.

Una delle teorie in circolazione è che a causare il gravissimo disservizio sia il fatto che la rete elettrica si è discostata dalla sua frequenza normale. (Tutte le reti elettriche hanno una frequenza stabilita: in Europa lo standard è di 50 Hertz, il che significa che la corrente cambia direzione 50 volte al secondo). La frequenza deve essere costante in tutta la rete per mantenere il funzionamento regolare.

Segnali indicano che l’interruzione potrebbe essere legata alla frequenza. Alcuni esperti hanno sottolineato che poco prima del blackout si sono verificate strane oscillazioni nella frequenza della rete.

Normalmente, la nostra rete è in grado di gestire piccoli problemi, come un’oscillazione di frequenza o un calo dovuto alla disattivazione di una centrale elettrica. Ma una parte della capacità della rete di stabilizzarsi è legata ai vecchi metodi di generazione dell’elettricità.

Fotovoltaico, cosa cambia con i tradizionali metodi per generare energia elettrica

Il MIT Technology Review spiega che le centrali elettriche, come quelle a carbone e a gas naturale, sono dotate di enormi generatori rotanti.

Se si verificano brevi problemi sulla rete che alterano l’equilibrio, queste apparecchiature fisiche hanno un’inerzia: continueranno a muoversi almeno per qualche secondo, dando tempo ad altre fonti di energia di rispondere e recuperare il ritardo. Questa spiegazione è una semplificazione, ma lo spiega bene il rapporto del National Renewable Energy Laboratory.

Invece, i pannelli solari non hanno inerzia: si affidano agli inverter per trasformare l’elettricità in una forma compatibile con la rete e che si adatti alla sua frequenza. In genere, questi inverter sono “grid-following”, ovvero se la frequenza si abbassa, la seguono.

Nel caso del blackout in Spagna, è possibile che la presenza in rete di molta energia proveniente da fonti prive di inerzia abbia fatto sì che un piccolo problema si amplificasse, diventando un grande problema.

Interrogativi ancora senza risposta

Alcune domande chiave sono tuttavia ancora senza risposta. L’ordine degli avvenimenti è importante, per esempio. Infatti ancora non sappiamo se durante il calo di produzione, gli impianti eolici e solari siano stati messi fuori servizio per primi o se tutto è andato in tilt insieme.

Indipendentemente dal fatto che il solare e l’eolico abbiano contribuito al blackout come causa principale, sappiamo che l’eolico e il solare non contribuiscono alla stabilità della rete nello stesso modo delle altre fonti di energia, afferma Seaver Wang, responsabile del clima del Breakthrough Institute, un’organizzazione di ricerca ambientale.

A prescindere dal fatto che la responsabilità sia delle fonti rinnovabili, una maggiore capacità di stabilizzare la rete sarebbe solo d’aiuto, aggiunge Wang.

Infatti una rete ad alta intensità di rinnovabili non è affatto destinata a fallire. Sempre Wang in una sua analisi della scorsa settimana: “Questo blackout non è il risultato inevitabile della gestione di un sistema elettrico con quantità sostanziali di energia eolica e solare”.

Le soluzioni tecnologiche per prevenire blackout come quello in Spagna

Gli operatori possono assicurarsi che la rete includa un numero sufficiente di apparecchiature che forniscono inerzia, come l’energia nucleare e quella idroelettrica. Un buon mix energetico è sempre ottimale.

Secondo Wang, sarebbe utile invertire il piano di chiusura dei reattori nucleari spagnoli a partire dal 2027. Altre opzioni includono la costruzione di macchine massicce per conferire inerzia fisica e l’utilizzo di inverter “grid forming”, cioè in grado di contribuire attivamente alla regolazione della frequenza e di fornire una sorta di inerzia sintetica.

L’inerzia, però, non è tutto. Gli operatori di rete possono anche contare sull’installazione di molte batterie in grado di rispondere rapidamente quando si verificano problemi. La Spagna ha infatti una quantità di accumulatori di rete molto inferiore rispetto a Texas e la California, altri stati con alto livello di penetrazione delle rinnovabili.

IoT, gestione fuori banda e Smart grid: come rendere affidabile la rete anche con fotovoltaico

Un’altra soluzione da adottare consiste nell’integrare sistemi IoT per il monitoraggio e il controllo in real time della qualità dell’energia. Questa tecnologia permette di abilitare la manutenzione proattiva e minimizzare i tempi di inattività e i costi associati, offrendo risposte tempestive se insorgono problemi.

Le apparecchiature per la qualità dell’alimentazione dotate di Internet delle cose consentono anche di analizzare e migliorare l’uso dell’energia e a migliorare la gestione complessiva dell’alimentazione.

Inoltre, la gestione fuori banda permette agli amministratori di sistema di accedere all’infrastruttura di rete anche in assenza di connessione IP, assicurando così l’esecuzione di attività di amministrazione di base, come per esempio il riavvio di un router, anche quando la rete è inattiva a causa di un’interruzione.

Infine adottare reti intelligenti, dotate di dispositivi evoluti per garantire la qualità dell’energia in grado di rispondere dinamicamente alla domanda di energia e ai cambiamenti dell’offerta, permette di aumentare l’affidabilità e l’efficienza della distribuzione dell’energia elettrica.

La capacità delle smart grid consente infatti l’identificazione e l’isolamento dei guasti, reindirizzando l’alimentazione quando necessario e bilanciare i carichi, per assicurare un’alimentazione stabile e di elevata qualità.

La lezione da trarre dal blackout in Spagna è che, se evolve la rete grazie alle rinnovabili, anche i nostri metodi per mantenerla affidabile e stabile dovranno necessariamente evolversi.