i sistemi di energia rinnovabile non sono più inclini ai blackout

Le turbine eoliche e il fotovoltaico (PV) stanno diventando sempre più diffusi in tutto il mondo, il che potrebbe contribuire a ridurre l'inquinamento atmosferico causato dalle emissioni di combustibili fossili. Per produrre energia, tuttavia, queste soluzioni di energia rinnovabile si basano su condizioni meteorologiche specifiche (ad esempio, la presenza di vento e sufficienti ore di luce solare).

Un rapporto dell'Energy Information Administration (EIA) degli Stati Uniti ha previsto che entro il 2050 circa il 44% dell'elettricità negli Stati Uniti sarà generata da tecnologie solari ed eoliche. Con l'aumento dell'uso di queste tecnologie, alcuni operatori di sistemi energetici hanno espresso preoccupazione per la dipendenza dalle condizioni meteorologiche di questi sistemi, suggerendo che un'eccessiva dipendenza da queste tecnologie potrebbe aumentare il rischio di blackout.

In alcuni casi, i sistemi di energia rinnovabile sono stati persino incolpati dei blackout verificatisi durante eventi meteorologici avversi. Ad esempio, i blackout verificatisi nel febbraio 2021 in tutto il Texas sono stati inizialmente ed erroneamente creduti causati dall'incapacità delle tecnologie eoliche e solari di generare energia nel freddo inverno.

I ricercatori dell'Università del Tennessee hanno recentemente condotto uno studio che esplora la vulnerabilità dei sistemi di energia rinnovabile alle condizioni meteorologiche avverse e la misura in cui questi sistemi potrebbero essere responsabili di gravi blackout. I loro risultati, pubblicati su Nature Energy, suggeriscono che i pannelli solari e le turbine eoliche hanno meno probabilità di causare gravi blackout rispetto ai sistemi di alimentazione tradizionali.

"L'elevata penetrazione di fonti di energia rinnovabile dipendenti dalle condizioni meteorologiche (WD-RES) come l'eolico e il solare ha sollevato preoccupazioni sulla sicurezza dei sistemi di energia elettrica in condizioni meteorologiche anomale", hanno scritto Jin Zhao, Fangxing Li e Qiwei Zhang nel loro articolo.

"Il ruolo delle FER è stato discusso in eventi di blackout in tutto il mondo, ma rimane controverso. In questo studio, scopriamo che, sebbene le WD-RES non siano dispacciabili e sensibili alle condizioni atmosferiche, le intensità di blackout e la vulnerabilità alle condizioni meteorologiche estreme sono mitigate nelle reti WD-RES ad alta penetrazione".

Nell'ambito del loro studio, i ricercatori hanno filtrato i dati raccolti durante 2.156 eventi di blackout del sistema di massa nel mondo reale, insieme ai dati meteorologici registrati in 278 città sparse in 48 stati degli Stati Uniti per un periodo di 20 anni (dal 2001 al 2020). Hanno organizzato questi dati filtrando le condizioni meteorologiche nelle regioni colpite quando si sono verificati i blackout, nonché i dati rilevanti per l'implementazione di sistemi di energia eolica e solare in queste regioni.

Subsequently, Zhao, Li and Zhang analyzed the organized dataset using statistical techniques and an unsupervised deep learning model. Their findings show that systems relying on WD-RES are not actually more vulnerable to causing blackouts during unfavorable weather events.

"The causal effects of WD-RESs on blackouts generally decrease in high-penetration WD-RES power systems, and WD-RESs are not mainly responsible for the occurrence of blackouts in extreme weather conditions," wrote Zhao, Li and Zhang.

"The results of our research contribute to the debate on RES integration and power system security, offer a guide for the study of power system resilience and provide a reference for the ambitious high-penetration RES goals of the future."

Nel complesso, i risultati di questo recente studio suggeriscono che i sistemi di energia rinnovabile dipendenti dalle condizioni atmosferiche, in particolare i pannelli solari e le turbine eoliche, non sono così inclini a causare gravi blackout del sistema di alimentazione di massa durante condizioni meteorologiche estreme come alcune persone hanno ipotizzato. Infatti, i blackout che si sono verificati nelle regioni con un'elevata penetrazione delle reti elettriche WD-RES sono stati spesso meno gravi di quelli che si sono verificati in luoghi che si basavano solo sulla rete elettrica tradizionale.

Sebbene questi risultati siano promettenti, sono necessari ulteriori studi con set di dati più ampi e completi per confermarne la generalizzabilità. Ad esempio, il team ha analizzato solo i dati raccolti negli Stati Uniti. Pertanto, la ricerca futura potrebbe eseguire analisi simili utilizzando i dati raccolti in altri paesi del mondo.

Ulteriori informazioni: Jin Zhao et al, Impatti delle risorse energetiche rinnovabili sulla vulnerabilità meteorologica dei sistemi energetici, Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01652-1

Informazioni sulla rivista: Nature Energy 

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