Appunti di Impianti di produzione dell'energia elettrica

Appunti

di

Impianti

di

Produzione

Dell' Energia

Elettrica

INTRODUZIONE

Terna è il gestore della rete di trasmissione nazionale. Impianti: Termoelettrici Convenzionali (Fonti non rinnovabili):

• Gas naturale;
• Petrolio/olio combustibile;
• Carbone

Vengono dette Energie Rinnovabili quelle fonti di energia ricavate da fonti che per loro caratteristica intrinseca rigenerano o non sono esauribili nella scelo dei tempi "umani" o comunque così sono percepite dall'uomo e dalla società:

• Geotermico;
• Solare;
• Eolico;
• Moto ondoso;
• Maremotrice;
• Biomasse;
• Gas residui dai processi di depurazione;
• Idraulica;
• Gas di discarica;
• Biogas

CENNI STORICI SULL'EVOLUZIONE DELL'INDUSTRIA ELETTRICA IN ITALIA-DALLE ORIGINI AL MERCATO LIBERALIZZATO DELL'ENERGIA

Nel 1881, alla mostra dell'elettricità a Parigi, Thomas Alva Edison presenta il suo "sistema" in corrente continua. L'anno 1883 entra in servizio la centrale di Santa Redegonda a Milano con due dinamo "Jumbo" da 100 kW, 125 V a corrente continua. Il 30 Giugno 1883 la centrale è dotata di quattro dinamo e ha inizio il regolare servizio di illuminazione di Piazza Duomo. A Dicembre si procede all'ampliamento a sei dinamo per l'illuminazione con 280 lampade del Teatro alla Scala. La rete italiana di trasporto ha un notevole sviluppo:

• Nel 1922 nascono le linee a 150 kVl e ingrossano a 26000 km nel 1962;
• le terne a 220 kV (la prima risale al 1929) si estendono dai 1000 km del 1945 agli oltre 11000 km del 1962.
• Il 1962 è un anno importante perché è l'anno in cui viene costituito l'ENEL.

... elettrica ... metano ... minore impatto visivo ... tutte osservano la regolazione in alta tensione. Le linee in esercizio in questi anni in corrente continua ... nel campo dell'energia elettrica sono 250000 kV, non esistono ... Italia terne a 1000 kV, ma sono state pensate e progettate. ... alimentazione di localizzate in Russia o in Cina).

La rete di trasmissione nazionale è interconnessa con l'estero attraverso 18 Linee:

• 4 con la Francia;
• 9 con la Svizzera;
• 1 con l'Austria;
• 2 con la Slovenia;
• 1 cavo sottomarino in c.c. con la Grecia;
• 1 cavo sottomarino in c.c. tra Sardegna e Corsica;
• 1 cavo sottomarino in c.c. fra Sardegna e Italia (Latina), SAPEI.

Attraverso le linee di interconnessione sulla frontiera nord, 7 terne a 380 kV e 9 terne a 220 kV, l'Italia importa ogni anno circa il 16% del suo fabbisogno, percentuale che pone l'Italia come il maggior importatore di energia elettrica dall'estero, tra i Paesi europei.

In generale, la curva di domanda elettrica può venire rappresentata in un caso reale come riportato in figura, relativo ad un intervallo compreso tra il minimo carico ed il massimo carico.

Le centrali che costano meno sono quelle che utilizzano i combustibili più economici. Dal punto di vista tecnico, si distingue in Base Generation, che è attivo alle centrali più economiche, seguita dalla Intermediate Generation e Peaking Generation.

La curva di domanda di energia elettrica oscilla all'interno di detto intervallo. In sviluppo, si può associare una quantità bassa di carico con una quantità elevata. Il prezzo dell'offerta può subire delle variazioni, se, ad esempio, si guadagna una centrale, e fa lavorare una centrale più costosa ed il prezzo aumenta per tutte le ore del giorno.

Sistemi verticalmente integrati - Mercati liberalizzati

Lo schema rappresenta come veniva gestito, in passato, il sistema elettrico. Era gestito in maniera monopolistica da ENEL, proprietario degli assetti di produzione, trasmissione e distribuzione finale. In particolare, ENEL stabiliva il prezzo dell'energia sulla base dei costi di gestione e produzione. Qualora vi fossero stati degli investimenti sbagliati, essi sarebbero stati fatti pagare dai clienti finali in bolletta.

Per questo motivo, siamo in presenza ad un sistema privatizzato (un sistema in cui c'è meno Stato) ed andiamo a sistemi liberalizzati (dove ci sono meno regole rigide).

Nascono così le seguenti società:

• GENCO: Generation Company ( IPP - Indipendent Power Producer );
• TRANSCO: Transmission Company ( In Italia c'è solo un trasmettitore: Terna );
• MO: Market Operator;
• ISO: Indipendent System Operator (chi gestisce la rete, sempre Terna in Italia);
• DISCO: Distribution Companies;
• ESCO: Energy Service Company.

All'interno del nuovo sistema elettrico continua ad essere necessario il regolatore, un'autorità pubblica che rappresenta lo Stato e vigila sull'efficienza del mercato. In Italia è ARERA.

Un'evoluzione del sistema verticale, visto in precedenza, può essere la seguente:

Ci sono una serie di produttori indipendenti di energia che vendono l'energia all'interno di un mercato, gestito da un operatore di mercato dal punto di vista economico, e dal punto di vista tecnico del trasmettitore e dall'ISO. Il prezzo viene stabilito dall'operatore di mercato, l'energia viene venduta alle Distribution Companies che a loro volta la vendono agli utenti distribuiti nel un territorio.

Questo è ciò che succede quando il mercato è stato liberalizzato, dove i distributori compravano energia per poi rivenderla agli utenti. Successivamente ci si introduce anche la ESCO, cioè altre società che non possedevano la loro rete, ma acquistavano energia dal mercato per poi rivenderla agli utenti finali.

MERCATO DEL SERVIZIO DI DISPACCIAMENTO (MSD)

ha per oggetto l'approvvigionamento da parte di Terna delle risorse necessarie per il servizio di dispacciamento,ossia per la gestione ed il controllo del sistema, per la risoluzione delle congestioni intrazonali, la creazionedelle riserve di energia ed il bilanciamento (MB) in tempo reale.

MERCATO DEL GIORNO PRIMA (MGP)

Definisce lo scambio di energia all'ingrosso tra produttori e grossisti (o clienti idonei). Definisce i programmi di immissione e prelievo per ciascuna ora del giorno dopo e l'allocazione delle capacità trasmissive disponibili. Tale mercato si svolge nella mattina del giorno precedente al giorno di consegna, aperto a tutti i partecipanti del mercato, in relazione a tutti i punti di offerta. Il Mercato è continuo, si compone di una serie di aste, in ciascun giorno si inserisce all'interno dell'attività relativa di ricevimento e alla gestione delle offerte, nonché alla determinazione dell'esito del mercato. Nell'ambito di ogni sessione è fissato un intervallo di tempo per la ricezione delle offerte: entro detto intervallo prende il nome di Selettiva.

Gli operatori parteciperanno al mercato presentando offerte di acquisto o vendita. Le offerte sono costituite da prezzo e quantità, e il prezzo unitario di energia (€/MWh, £/MWh) ed esprimono la disponibilità a vendere o comprare una quantità di energia non superiore a quella specificata nell'offerta ad un prezzo non inferiore (o superiore) a quello specificato nell'offerta stessa. Il prezzo e le quantità delle offerte di vendita o acquisto possono anche non specificare alcun prezzo di acquisto (tranne che per MSD); in tal caso esprimono la disponibilità dell'operatore ad acquistare energia a qualunque prezzo.

Il prezzo zonale nasce dal fatto che ci sono presenti dei limiti fisici tra due zone (superamento tensione, presenza di linee, limiti di centrale, etc.) e di algortimi (con esame che limita l'intervazione tra la curva della domanda e quella dell'offerta locali per ognuna di esse). Il prezzo risultante maggiore e rifletto sulle zone importatrici, mentre il prezzo risultante minore e rifletto sulle zone che presentano eccesso di produzione (tipicamente grande presenza di FER che entrano a costo zero e hanno priorità di dispacciamento) e risultano essere esportatici. Dallo scambio delle zone, viene poi determinato il PUN, ovvero il Prezzo Unico Nazionale al quale l'energia è venduta agli acquirenti:

• PUN = Σ Pz Di / Σ Di: Prezzo Zonale
• Di: Domanda zonale
• ns: numero delle zone

MERCATO INFRAGIORNALIERO (MI) - EX MERCATO DI AGGIUSTAMENTO

Nasce per permettere ai produttori di risolvere eventuali infattibilità (picchi o gole) nei programmi preliminari del Mercato del Giorno Prima; a questi, diversamente, sarebbe onere di Terna ma con costi notevolmente superiori, essere in grado di risolverli in quanto.

Esempio: a seguito di una problematicità (come un'offerta sbagliata del mercato) un produttore con un buco da dover coprire e un eccesso di domanda, deve aumentare una unità di centrale. Si è ritenuto non soddisfa le richieste e, in esame degli errori, TERNA deve compensare, facendo produtore qualcun altro al suo posto. Per fare questo scambio, TERNA paga il produttore compensato nel Mercato Servizi in base a:

• Come produttore imposta il prezzo (ed è il produttore stesso, non TERNA sia a lui produtore indipendente, lo scambio deve essere fatto); nel Mercato di Aggiustamento, il produttore che non riesce a non darecapacità paga per avere lo spazio di imbalance, quindi TERNA libera il mercato.
• Nuove aree risultano da quanto possano fare eterno una volta non in adeguate regolazioni a maggiore richiesta di un altro produttore. TERNA debutimenta.