Esaminare la gestione della flessibilità per i fornitori di energia e i consumatori

In un ecosistema energetico, il consumo e la produzione avvengono allo stesso tempo. Poiché l'offerta continua a competere con una domanda fluttuante, possiamo vedere che i mercati dell'energia stanno iniziando a fare più affidamento su soluzioni decentralizzate per aggirare gli svantaggi di una progettazione inflessibile nei sistemi di poteri tradizionali. Tuttavia, questa non è esattamente una soluzione primaria. Il modo per risolvere questo pasticcio è tanto semplice quanto vitale: sono necessari più attori energetici. Un ecosistema composto da un mercato autosufficiente che alimenta una rete di IoT e consumatori commerciali in modo tale che i cambiamenti di carico e di fornitura possano essere annullati dai contributi delle fonti di batteria, dei pannelli solari, del V2G e dei prosumer.

Leapplicazioni Smart Grid sono utilizzate per gestire a distanza e ottimizzare gli attori energetici coinvolti nella fornitura e nel consumo. Questo è il futuro dell'energia sostenibile.

Gestione della flessibilità: Una soluzione parallela

La prospettiva della produzione di elettricità è stata testimone di cambiamenti dinamici recentemente a causa dell'inclusione accelerata delle FER (Fonti di energia rinnovabile). Queste FER producono energia pulita e riutilizzabile e sono state sviluppate per sostituire il carbone e il gas naturale, che erano le fonti primarie. Nel 2020, le sole fonti rinnovabili costituivano il 19,8% del volume di elettricità generata e si prevede che questa cifra salirà al 35% entro il 2030. Tra queste fonti rinnovabili ci sono il solare e l'eolico. Queste hanno anche portato benefici di decarbonizzazione al mercato del clima e dell'energia. Queste fonti variabili nella generazione di energia richiedono la flessibilità di un sistema energetico robusto per bilanciare e sostenere la capacità della rete in mezzo a una domanda fluttuante. In un caso, la capacità attuale delle FER non è sufficiente per aumentare le variazioni del carico residuo sulla rete. Dall'altro, i contributi energetici dei consumatori alla rete devono essere gestiti per mantenere l'affidabilità della rete e allo stesso tempo offrire loro flessibilità. L'implementazione di modelli flessibili nei punti di domanda e offerta della rete ottimizzerebbe l'intera infrastruttura. L'afflusso di vari attori nel mercato dell'energia (a cui non esiste una barriera d'ingresso) forma un'integrazione che può essere gestita attraverso IoT, orchestratori di flessibilità e contatori intelligenti, che rilevano e misurano il consumo di energia rispetto al prezzo in tempo reale.

Flessibilità dell'offerta e risposta alla domanda

In passato, variare semplicemente il wattaggio della potenza generata dava flessibilità nella gestione. Tuttavia, oggi, ci sono nuove dinamiche come le FER, lo stoccaggio delle batterie e le DER (risorse energetiche distribuite). Pertanto, la generazione flessibile, l'infrastruttura di rete e lo stoccaggio determinano la gestione efficace dell'energia.

L'infrastruttura di rete è generalmente composta da accordi non flessibili. Per esempio, l'energia prodotta in eccesso può essere immagazzinata durante il giorno in batterie e altri siti di stoccaggio che non sono sulla rete. L'energia dallo stoccaggio può essere resa prontamente disponibile per essere immessa nuovamente nella rete per bilanciare la domanda di carico.

Risposta alla domanda

Questa tecnica fa sì che gli utenti adattino le loro esigenze energetiche alle corrispondenti situazioni di carico e di fornitura della rete, risparmiando energia e riappropriandosene. Se incorporata in un sistema di smart grid, la gestione della risposta alla domanda può ottimizzare il consumo di energia. L'energia risparmiata viene ridistribuita o immagazzinata dai fornitori, riducendo i costi di produzione. La risposta alla domanda basata sui prezzi assicura che i consumatori possano risparmiare sulle bollette energetiche quando consumano solo ciò di cui hanno bisogno.Al di là dei sottoinsiemi di fornitori e consumatori, un'implementazione olistica della risposta alla domanda viene utilizzata per bilanciare la domanda e l'offerta di energia attraverso la determinazione dei prezzi in tempo reale. Inoltre, la risposta alla domanda può offrire sollievo al carico durante le congestioni di carico, mantenendo così l'affidabilità della capacità del sistema.

Gestione della flessibilità dei consumatori

Gli attuali modelli di generazione dell'energia subiscono spesso una continua trasformazione, portando ad approcci sofisticati nel modo in cui l'energia può essere prodotta e distribuita. Così, i mercati dell'energia non possono più funzionare da una prospettiva centralizzata poiché i consumatori stanno iniziando a giocare ruoli attivi che soddisfano la domanda nella rete - i prosumer.

I consumatori come attori dell'energia

I prosumer sono rivenditori simbionti di energia in una rete intelligente. Generano parte della loro energia usando mezzi rinnovabili o micro-generatori. I prosumer possono essere incentivati a funzionare come DER quando condividono o alimentano il surplus dell'energia generata di nuovo nella rete. Usano anche l'elettricità della rete per aumentare la loro capacità di produzione. Un vantaggio significativo che non possiamo trascurare è come molte fonti prosumer offrano soluzioni di energia pulita e rinnovabile. Inoltre, l'introduzione accelerata delle FER non fossili per i prosumer hanno dimostrato che la decarbonizzazione della fase di produzione di energia, anche per la domanda su larga scala è possibile. [caption id="attachment_8715" align="aligncenter" width="927"]

Fonte: A Comprehensive State-of-the-Art Review and Scientometric Analysis. Energies 2020, 13, 2710. https://doi.org/10.3390/en13112710[/caption]Queste opzioni accoppiate con una rete intelligente possono guidare un mercato energetico sostenibile. La distribuzione sincrona dei consumatori può essere ottimizzata da piattaforme innovative di gestione della flessibilità, da un modello di business raffinato come gli scambi di energia peer-to-peer e da un orchestratore di smart grid competente, che può raccogliere i dati iniettati dai consumatori e utilizzarli per impostare profili di comportamento energetico. Questo profilo energetico è suddiviso in breve e lungo termine. I consumatori con profili a lungo termine tendono ad avere una maggiore influenza sull'affidabilità e il sostentamento di una rete elettrica. Un gran numero di consumatori sulla rete può rendere il bilanciamento più efficace. Tuttavia, ci sono ancora molti consumatori individuali che, a causa dell'apparente barriera dei costi, possono essere scoraggiati dall'investire in una fonte alternativa. Le comunità energetiche, tuttavia, possono dare un contributo attraverso progetti decentralizzati.

Conclusione

Correlare il carico variabile con la fornitura variabile richiede una gestione della flessibilità. La fornitura di energia decentralizzata è dinamica, il che presenta la necessità di flessibilità nella pianificazione del sistema energetico. Man mano che più attori entrano nel mercato dell'energia, gli operatori si trovano di fronte alla sfida di implementare l'agilità della rete e contemporaneamente tagliare le perdite e incentivare un mercato dell'energia.

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