Progetto, realizzazione, evoluzione: energia elettrica da fonti rinnovabili

PRESENTAZIONE

Parte integrante del progetto del villaggio è la sperimentazione, diffusione e APPLICAZIONE delle fonti di energia rinnovabile per soddisfare le esigenze di energia: elettricità, calore, trasporti.

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INIZIO 

Il progetto energia elettrica si è posta l'obbiettivo di coprire il fabbisogno elettrico con le fonti rinnovabili.

Il progetto iniziale  (2007) prevedeva: 

• vari piccoli impianti fotovoltaici sui tetti degli edifici (1-3kw ciascuno)
• un mini-eolico (circa 20kw), previa misurazione del vento

connessi in rete (grid-connecteed) e quindi utilizzando non le batterie (con le criticità correlate: costo, inquinamento, limitazione di potenza), ma la rete come accumulatore virtuale, in modo da ottimizzare attraverso l'interconnessione l'uso delle fonti rinnovabili. Anche concettualmente l'idea della democrazia energetica attraverso la interconnessione/generazione e consumo distribuiti (La terza rivoluzione industriale, Jeremy Rifkin), ci sembrava una ottima metafora del passaggio (evolutivo nell'ottica nonviolenta) tra autonomia e interdipendenza.

La differenza tra solare (tanti piccoli impianti) e eolico (uno solo medio) è determinata essenzialmente dal fattore di scala (modularità del fv, produzione esponenziale eolica sul diametro di pala e sul vento), oltre che da considerazioni di impatto ambientale 

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COME E' ANDATA

14,1kw officina FV	1,02kw casa E	1,08kw casa comune
1,6kw casa giomonica	1,645kw casa javiermica	2,88kw granaio

Abbiamo iniziato con 2 piccoli impianti solari fv sul tetto in conto energia (2008). Poi è iniziata la misurazione del vento per valutare la fattibilità del minieolico (20kw) e abbiamo installato l'impianto al granaio (2009).

Dopo il primo anno di analisi i calcoli non rendevano economicamente sensato installare l'eolico (analisivento ) per cui abbiamo aspettato l'evoluzione delle tecnologie eoliche e abbiamo continuato la raccolta dati. Nel frattempo lo sviluppo del fotovoltaico e i primi ritorni economici ci hanno permesso di ipotizzare un impianto fotovoltaico che ripagasse anche la costruzione della neo-officina, l'officina fotovoltaica.

Quindi con l'allaccio degli ultimi 3 impianti e sopprattutto con l'officinafv abbiamo raggiunto l'obiettivo della plussufficenza!

	Produzione kwh annua	impianto (kwp)
casacomune	1307	1,08
casa E	1225	1,02
casa giomonica	1987	1,6
casa javiermica	1987	1,645
granaio	3508	2,88
officina fotovoltaica	17441	14,1
totali	27455	22,325

Esempio 2013

6 impianti fotovoltaici allacciati	27455	kwh produzione annua
9 utenze allacciate	12958	kwh consumo annuo
surplus energetico del villaggio	14497	kwh
	8118	kg co2 sottratte

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EVOLUZIONE

Ciò che serve in futuro è aumentare la consapevolezza sui consumi per fare risparmio energetico e aiutare l'inseguimento tra produzione e consumo. Per fare questo è necessario avere i dati dei consumi e produzioni istantanei e renderli disponibili a tutto il villaggio. Inoltre possono essere installati automatismi (come interruttori controllati) in grado di sfruttare l'energia quando è maggiormente a disposizione. Come esempio classico la ricarica dei veicoli elettrici (una stazione di ricarica veloce potrà essere nell'officinafv) può essere regolata dal surplus di produzione.

Questo potrà portare in futuro ad una appropriazione della rete elettrica di granara, che ora è di enel, e anche ad una autonomia in interconnessione, come nei casi di blackout o di discontinuità elettriche.

Rispetto alla responsabilità ambientale (impronta ecologica) del consumo e produzione con energia rinnovabile, ci sono due fattori da tenere presente: il consumo (kwh) e i picchi di potenza (kw)

Consumo: inizialmente abbiamo ragionato sull'equilibrare il consumo elettrico alla produzione da energie rinnovabili (fotovoltaico). Considerando sempre la media annua, la produzione da fv dovrebbe però essere maggiore del consumo perchè dovrebbe includere non solo i consumi diretti ma anche i consumi indiretti (ciò che noi usiamo) e inoltre dovrebbe anche compensare gli altri usi di energia da fonti fossili (tipicamente trasporto, macchinari a benzina e uso del gas per cucina o riscaldamento). Il calcolo è molto complesso anche perchè dovremmo definire un soggetto ma vale il ragionamento di tenere un surplus per coprire gli squilibri nella via della transizione.

Picco: con la trasformazione della produzione energetica elettrica che sta avvenendo (autoproduttori da energia rinnovabile connessi in rete) si sono finalmente scoperte due cose note:

1. produrre al 100% con rinnovabili si può e in tempi non lunghi (già ora molti luoghi lo fanno e molte nazioni hanno un contributo delle rinnovabili maggioritario)
2. per inseguire la domanda di consumo ci vuole un cambio di paradigma (da generazione centralizzata e consumatori passivi a generazione distribuita e consumatori attivi e consapevoli della non programmabilità di molte fonti rinnovabili come sole e vento)

L'inseguimento della domanda di consumo riguarda il picco, cioè la somma di tutte le potenze richieste in quel momento che deve essere coperto dal picco di produzione, cioè la somma di tutte le produzioni in quel momento.

Nel nostro caso la produzione è solo fotovoltaica e l'utilizzo abitativo è prevalentemente serale, mentre l'utilizzo industriale-commerciale è prevalentemente giornaliero. Inoltre gli allacci attuali sono 27kw sommati (9 allacci da 3kw) mentre la produzione è di 22kw. C'è bisogno quindi di un grosso scambio di elettroni con la valle e la pianura per poter far funzionare l'interconnessione e l'accumulo in rete con tutti i suoi vantaggi ambientali ed economici. Questo scambio però ha dei limiti e la responsabilità ambientale (e in futuro anche quella economica e di disponibilità dei picchi) ci impone di fare il cambio di paradigma, quindi essere consapevoli della differenza tra produzione e consumo in un dato momento, insomma l'inseguimento produzione-consumo è anche affare nostro. Aumentare i picchi sia di richiesta contrattuale, sia soprattutto di richiesta effettiva massima ha un costo sia di aumento di produzione sia di adeguamento della rete.

Per semplicità: prima di tutto spostare i consumi di giorno, poi limitare i consumi grossi contemporanei, in futuro regolarsi tenendo d'occhio il picco di quel momento. Questo criterio di responsabilità ambientale ci sarà comunque, anche quando miglioreremo gli accumuli, differenzieremo le produzioni e le smart grid saranno diffuse.

Progetto energia evoluzione: passo 1

Accumulo in rete: Abbiamo installato un impianto fotovoltaico con accumulo in rete su una casa potenziando il fotovoltaico esistente e con sistema anti-blackout