Energia solare, nasce un nuovo metodo per prevedere la produzione

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Energia solare, nasce un nuovo metodo per prevedere la produzione

  • di: Redazione
  • Data: 10 Giu, 2016
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Un progetto di grande valore e, soprattutto, di grande utilità. È quello realizzato dal team di modellisti del Centro Epson Meteo formato da Alessandro PerottoFrancesco Spada ed Enrico Maggioni. I tre ricercatori, che per questo sono stati direttamente citati in un articolo del portale www.sciencedirect.com, hanno messo a punto una metodologia del tutto innovativa che consente di fare previsioni in merito all’energia degli impianti fotovoltaici.

“Si tratta di previsioni più accurate e dettagliate rispetto a quelle già esistenti- spiega Alessandro Perotto– . Abbiamo preso in considerazione la grandezza principale riguardante la produzione di questi impianti, ossia la radiazione solare entrante (l’energia, cioè, che arriva dal Sole alla Terra, n.d.r.)”.
Il Dott. Perotto ci racconta l’entusiasmante e complessa esperienza.

Il vostro lavoro ha ricevuto apprezzamenti non soltanto a livello nazionale, ma anche internazionale. Per mettere a punto questa nuova metodologia vi siete serviti dei modelli meteorologici “classici”? 

“No, così come abbiamo sempre fatto, abbiamo realizzato un lavoro praticamente ex novo. I modelli meteorologici utilizzati “classicamente” per fare le previsioni del tempo presentano alcune lacune che possono indurre in notevoli errori nell’ambito della previsione di radiazione solare. Tutto ciò, proprio perché questi modelli non hanno la finalità di mostrare la radiazione solare, che rappresenta quindi una grandezza secondaria, accessoria, utile per calcolare altre grandezze. Per questo il nostro team ha deciso di elaborare una metodologia indipendente, in grado di migliorare le previsioni di radiazioni”.Questo significa che abitualmente sviluppate ricerche? “Si, anche. Non solo sviluppiamo ricerche analizzando i dati meteorologici, le rilevazioni delle osservazioni delle varie grandezze meteorologiche, ma, per esempio, elaboriamo anche modelli di previsione specifici per località o aree geografiche.”

Torniamo all’energia solare. Quando è partita l’idea di questo lavoro?
“Nel 2013. In quell’anno abbiamo elaborato l’algoritmo su cui è basato tutto il lavoro. Da quel momento, la nostra metodologia viene continuamente raffinata e migliorata”. “Mosrh”, ma anche “Rhnn”: questi i nomi dei metodi che avete elaborato. Qual è la differenza? “La metodologia “Mosrh” ha una natura prettamente meteorologica, perché prevede la quantità di radiazione solare entrante (irraggiamento) che arriva sulla Terra. “Rhnn” è invece un metodo finalizzato a prevedere la produzione degli impianti fotovoltaici: chiaramente, per fare ciò, bisogna conoscere perfettamente le condizioni meteorologiche”. La vostra attività implica un lavoro di squadra. Il team di ricerca si è avvalso di altre collaborazioni? “Certo. Negli ultimi due o tre anni, nell’ambito delle previsioni per le energie rinnovabili (solare ed eolica) abbiamo preso contatto con vari istituti di ricerca e molte università. In particolare, ci siamo coordinati con la Supsi (la Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana), che a sua volta ci ha messo in contatto con l’università Tor Vergata di Roma (nella fattispecie, con il laboratorio Ester, i cui ricercatori studiano proprio la produzione di energia fotovoltaica). Fino al 2013, questi ricercatori utilizzavano i dati forniti da enti statali (in primis, l’Aeronautica). Il loro lavoro, dunque, si basava su dati passati. Prendevano, per esempio, un range basato sugli ultimi sei mesi, e da lì testavano le metodologie migliori. Contemporaneamente, noi del Centro Epson Meteo lavoravamo a un metodo per la previsione della radiazione solare applicata alla previsione per gli impianti fotovoltaici. La nostra attività si è rivelata molto interessante per loro. Non a caso, la Prof.ssa Cristina Cornaro, capo del gruppo dei ricercatori di Tor Vergata (Marco Pierro è il principale), ci ha proposto di collaborare con loro”. In che termini si è sviluppata questa collaborazione? “Il nostro team ha fornito ai ricercatori di Tor Vergata i dati riguardanti le nostre previsioni di radiazione e di altri campi meteorologici: in tal modo hanno sviluppato la loro ricerca anticipando i tempi di elaborazione. Nel corso degli anni questa collaborazione si è rafforzata, e prosegue tutt’ora con la messa a punto di varie metodologie per la previsione di energia fotovoltaica. Abbiamo anche scritto un articolo, che è stato pubblicato nel 2015”. Si sono inseriti altri “attori” nel frattempo? “Sì. Sono subentrati anche l’Enea (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile), che a sua volta compie numerosi studi sulla produzione fotovoltaica (il ricercatore che collabora con noi è Matteo De Felice), e l’Eurac, un istituto di ricerca di Bolzano che, tra le varie attività, fa molta ricerca sulle energie rinnovabili (David Moser ne è il responsabile). Marco Pierro, in questo contesto, ha riunito il risultato delle varie ricerche in merito alla produzione nel fotovoltaico. Ha preso il nostro metodo di previsione di produzione di radiazione solare, poi la metodologia congiunta elaborata da noi- Tor Vergata per la produzione energetica, quindi i metodi sviluppati dall’Enea e quelli dell’Eurac. Scopo del lavoro è stato proprio confrontare le diverse metodologie, vedere qual era la migliore, unirle assieme e creare un “ensemble” di metodologie, per vedere se da questa unione uscivano risultati migliori”. E la risposta qual è stata? “La risposta è stata sì!”.
Il vostro studio riguarda proprio la produzione di energia da impianti fotovoltaici. Qual è oggi l’importanza del fotovoltaico all’interno del comparto energetico?
“Enorme. Il fotovoltaico si sta infatti espandendo in modo esponenziale in tutti i Paesi del mondo: la crescita maggiore, comunque, si registra in Europa. Il fotovoltaico sta diventando realmente un’importante risorsa alternativa di produzione energetica. Non a caso l’Italia, alla fine del 2014, si stagliava come il primo Paese al mondo per “penetrazione di impianti di energia da fotovoltaico”: parliamo, cioè, della percentuale di energia fotovoltaica rispetto alla totale dell’energia prodotta”. In che misura l’energia prodotta arriva da impianti fotovoltaici? “Posso portare il dato relativo al 2014: in quell’anno, ben il 7,9% di energia prodotta arrivava dal fotovoltaico. A livello di virtuosismo, non posso non citare la Germania con il suo 7%: un dato di rilievo, considerato il fatto che i quel Paese vi è molto meno sole che in Italia. La Grecia è al 7,6%”. In una bella giornata di sole, quanta energia producono gli impianti fotovoltaici italiani? “In una giornata con cielo sereno, i nostri impianti fotovoltaici producono quasi tutta l’energia necessaria al Paese”. Un dato decisamente eclatante. Perché, allora, l’Italia è ancora costretta a comperare grossi quantitativi di energia dall’estero? “Perché l’energia derivante dal fotovoltaico, così come quella prodotta dall’eolico, è estremamente variabile, sia all’interno di una singola giornata che da giornata a giornata. Si tratta di un’energia che va consumata generalmente quando viene prodotta: lo stoccaggio non avviene quasi mai. La nostra rete elettrica non è ancora pronta a gestire un carico estremamente variabile: ad oggi, la rete deve sempre stare in perfetto equilibrio. Si rende sempre necessaria, quindi, l’energia da fonte tradizionale”. Esistono progetti che mirano a migliorare questa situazione? “Rispondo affermativamente. Si tratta degli “Smart Grid”, griglie intelligenti in grado di gestire l’ingresso e l’uscita molto variabile di energia: saranno attivi tra molti decenni. Nel 2020 si pensa di avere prototipi funzionanti in alcune zone. Questo, però, significa che a livello nazionale, continentale e mondiale va rifatta l’intera infrastruttura elettrica”. Qual è la fonte energetica principale, oggi, in Italia? “Sicuramente l’energia idroelettrica: in alcuni periodi dell’anno, arriva a coprire il 20-30% del fabbisogno nazionale. In quest’ottica, il fotovoltaico rappresenta una grossa scommessa per il futuro dell’Italia”.
Torniamo al vostro lavoro. Nell’ambito dell’energia da impianti fotovoltaici, perché è importante prevederne la produzione?
“Perché i gestori della rete devono avere l’idea più precisa possibile, con giorni e possibilmente ore di anticipo, sulla produzione di questi impianti: solo così possono regolarsi in merito all’utilizzo di impianti tradizionali o meno. Va prevista la produzione, ma anche la richiesta: l’energia viene “battuta” due volte ogni giorno sul mercato europeo. Più riesco a fare una previsione dettagliata, maggiori vantaggi ho nel produrre l’energia necessaria e maggiore capacità ho di sprecarne il meno possibile. Se non produco abbastanza energia, tutti quelli che forniscono energia (i fornitori finali) devono pagare grosse penali”. Quali sono i soggetti più interessati ai vostri dati? “I fornitori finali sono quelli maggiormente coinvolti dal punto di vista economico: se producono troppa energia, in caso di mancato utilizzo la devono buttare; se ne producono poca, devono pagare penali in caso serva un maggior quantitativo energetico. Sono però interessati al nostro lavoro anche i grossi produttori”. Nell’ambito di questo vostro ingente lavoro, qual è l’aspetto che più vi ha dato soddisfazione? “Il fatto di essere impegnati in un campo che sta positivamente “esplodendo”, soprattutto a livello di soluzioni e di ricerche. Si tratta di un ambito fondamentale per il futuro, perché avrà un impatto diretto sulla vita di tutti i giorni. In gioco, poi, non c’è soltanto il futuro delle risorse energetiche, ma anche l’impatto ambientale: il fotovoltaico, infatti, rappresenta un’energia molto più pulita rispetto a quella tradizionale da combustibile fossili. Col nostro lavoro, insomma, siamo direttamente impegnati e proiettati nel futuro”. Messe a punto queste importanti metodologie per la previsione dell’energia fotovoltaica, verso quali nuovi traguardi guarda la vostra unità di ricerca? “Verso un orizzonte geografico sempre più ampio. Finora abbiamo lavorato studiando il singolo impianto. Adesso stiamo lavorando anche a livello regionale: stiamo cercando di realizzare, cioè, metodologie atte a prevedere la produzione fotovoltaica su intere regioni. Il passo successivo non potrà che essere l’orizzonte nazionale”. Ancora una sola domanda: ma la mamma che guarda le previsioni del tempo, ha un beneficio dalla vostra ricerca? “Si (sorride), l’elaborazione delle previsioni e il loro miglioramento sono state l’inizio del nostro percorso e rappresentano ancora oggi una delle attività in cui siamo impegnati ogni giorno”.