Terza puntata della serie di articoli che affronta gli aspetti pratici e gestionali della produzione di energia elettrica, dedicata a progettisti, installatori, gestori ed utilizzatori di questi impianti.
Diversamente dalle puntate precedenti, squisitamente tecniche, questa volta faremo una parentesi e ci dedicheremo agli aspetti economici che coinvolgiono questi impianti, che non sono pochi, e per i quali cercherò di fare una panoramica.
Come visto un precedente articolo intitolato Storie di strafalcioni tecnico economici, anche se siete dei tecnici, non dimenticate mai che prima dell'approccio ingegneristico le situazioni devono sempre essere osservate dal punto di vista economico.
Detta in altri termini, solamente comprendendo al meglio le esigenze economiche potrete scegliere la soluzione tecnica ottimale.

Quali sono le configurazioni

Le motivazioni economiche che spingono alla realizzazione di uno o più impianti di generazione elettrica possono essere molto diverse. In ogni caso c'è sempre una relazione diretta con i modi di funzionamento che avevamo visto nel primo articolo, ovvero:

• impianti che funzionano in isola,
• impianti che funzionano in parallelo con la rete
• impianti con funzionamento ibrido tra i due precedenti.

Vediamoli uno alla volta.

01 - Ciclo Energia Elettrica.jpg

Configurazioni in isola

Le configurazioni degli impianti elettrici che funzionano in isola, sono quelle situazioni nelle quali c'è un unico soggetto che è proprietario di tutto: dal generatore agli utilizzatori, rete e collegamenti compresi.
Tipicamente questo tipo di impiantistiche non vengono realizzate per volontà del proprietario, che ha ben altre cose a cui pensare, ma perché una serie di problemi lo “costringono”.
Vediamo alcuni esempi (dei quali abbiamo parlato nel secondo articolo - trovate il Link alla fine):

• Luoghi dove la rete pubblica non può essere fisicamente presente:
• Mezzi di trasporto su strada (camper, officine mobili), imbarcazioni, treni, ecc.
• Luoghi impervi dove portare la rete sarebbe antieconomico
• Rifugi di montagna ed altre località isolate
• Luoghi dove non c'è tempo di realizzare o potenziare la rete
• Mercati, Concerti, Manifestazioni di pubblico spettacolo, ed altre situazioni di carattere temporaneo
• Cantieri
• Ospedali, Case di Riposo, Case di Cura, ecc., dove la mancanza della rete costituisce un pericolo per la vita delle persone
• Alberghi, Teatri, Centri Commerciali, ecc., dove la mancanza della rete potrebbe comportare situazioni di panico

In tutte queste situazioni, il proprietario/gestore non è svolge la professione di produttore di energia elettrica; per lui impegnare delle cifre per l'acquisto di un generatore è una scocciatura alla quale farebbe volentieri a meno.
Purtroppo per necessità pratiche (la rete non esiste) o cautele contro un eventuale blackout (sicurezza), deve suo malgrado installare o comunque procurarsi un generatore e la relativa fonte di energia (ad es. il combustibile per il gruppo elettrogeno).

Impianto Fotovoltaico "Off-Grid"

PS: A proposito di economia e di generatori (questa è una notizia che fa la felicità del committente), ricordo che per chi deve fare un uso continuativo dei gruppi elettrogeni diesel, come ad esempio nei Cantieri, che è possibile chiedere la defiscalizzazione delle accise sul gasolio.

Configurazioni in Parallelo Rete

Vediamo ora gli impianti di generazione che nascono per funzionare in parallelo con la rete pubblica; si tratta di impianti realizzati allo scopo di produrre energia elettrica, nei quali abbiamo un soggetto (investitore) che impegna un capitale per realizzare l'impianto (investimento) dal quale vuole ovviamente trarne un profitto.
Qui, oltre all'aspetto economico, vale la pena accennare anche a quello finanziario: chi mette i soldi per realizzare questi impianti ?
In alcuni casi l'investitore mette il 100% del capitale necessario, operando come il classico imprenditore, ma ci sono casi dove l'impianto viene pagato in tutto o in parte con sussidi pubblici.
Tutto deriva dalle normative che hanno lo spirito di incentivare la realizzazione di impianti alimentati da Fonti Rinnovabili (FER), che essenzialmente operano in due distinti modi:

• incentivi in conto capitale, dove viene rimborsata “cash” una certa percentuale della spesa (ad esempio il 40%), oppure
• incentivi in conto energia, dove il rimborso viene erogato mese per mese sulla base dell'energia prodotta; questo sistema tipicamente si applica per un periodo molto lungo (ad es. 15 anni dalla messa in esercizio dell'impianto), formula largamente collaudata con gli impianti fotovoltaici, anche domestici.

Detto questo, vediamo ora in dettaglio le configurazioni che si possono realizzare con gli impianti in parallelo rete, sia dal punto di vista tecnico che economico, che sono sostanziamente due:

• impianti che funzionano in regime di Cessione Totale
• impianti che funzionano in regime di Cessione Parziale

Impianti Fotovoltaici: Cessione Totale e Cessione Parziale

Configurazioni in Cessione Totale

La prima categoria di impianti di produzione che analizziamo sono quelli che nascono per cedere alla rete tutta l'energia prodotta. Rientrano in questa tipologia le grandi centrali, idroelettriche o termoelettriche, i parchi solari o fotovoltaici, oppure gli impianti a biogas installati nelle discariche.
In questi impianti tutta la produzione viene immessa in rete, al netto dei servizi ausiliari, cioè i consumi strettamente necessari per il funzionamento dell'impianto di produzione; significa che non sono presenti utilizzatori elettrici dedicati ad altre attività lavorative.
Gli impianti in cessione totale percepiscono i propri introiti in vari modi; quelli più "classici" sono:

• vendendo l'energia nel mercato libero, oppure
• vendendo l'energia al GSE con il servizio di Ritiro Dedicato (RID), oppure
• usufruendo, se ne hanno diritto, di incentivi in conto energia (erogati comunque dal GSE),
• ecc.

Il soggetto che costruisce l'impianto tipicamente scelglie il tipo di remunerazione prima della costruzione, proprio per valutare la sostenibilita' economica dell'investimento, mentre una volta avviato l'impianto farà la stipula vera e propria dei contratti di vendita (ad esempio con il GSE).

Schema classico della rete nazionale con grandi centrali di Produzione

Nota finale: l'azienda proprietaria o il gestore di questo tipo di impianti dovrà iscriversi alla Camera di Commercio avendo come attività principale la “produzione di energia elettrica”.

Configurazioni in Cessione Parziale

La seconda tipologia di impianti di produzione elettrica che esaminiamo sono gli impianti che operano in regime di cessione parziale, talvolta detti anche "in scambio".
Quelli più diffusi sono:

• gli impianti fotovoltaici posti sulla copertura di edifici o altre strutture
• gli impianti di cogenerazione a gas metano,
• gli impianti a biogas di tipo zootecnico,
• ecc...

Queste situazioni si trovano negli edifici industriali, artigianali e commerciali, quanto negli edifici pubblici, e naturalmente negli edifici residenziali.
Il soggetto che realizza questi impianti è un utente "passivo" della rete, cioè é solo un consumatore, che decide di fare l'investimento per diminuire la spesa elettrica (la dipendenza dalla rete); una volta realizzato l'impianto diventa un autoproduttore, in quanto si produce parte dell'energia elettrica necessaria per alimentare le proprie utenze; in conclusione, indipendentemente da chi sia, ne ha un vantaggio "economico".

Vediamo ora cosa accade a questo tipo di utenti all'energia che transita nel punto di scambio con la rete (il contatore della società di distribuzione). Qui, a seconda degli orari o dei giorni, avremo le seguenti situazioni:

1. l'energia viene PRELEVATA dalla rete (consumo), perchè l'autoproduzione è insufficiente o è spenta;
2. l'energia viene IMMESSA in rete (ceduta) perché la produzione è superiore ai consumi interni.

Per fare un ad esempio con gli impianti fotovoltaici, il punto 1 è quanto avviene di notte o con giornate molto nuvolose, mentre nel punto 2 è quello che può accadere nelle ore centrali della giornata quando le utenze sono in buona parte spente o il proprietario è assente.
Per quanto riguarda l'aspetto "finanziario" di questa configurazione:

• Nel caso del punto 1 - è la situazione classica di consumo che si rifletterà nella "bolletta"
• Nel caso del punto 2 - l'utente sta cedendo energia e si vedrà in qualche modo remunerato

Per farsi riconoscere un valore economico sull'energia immessa in rete, tipicamente gli impianti in Cessione Parziale non vanno nel libero mercato (operazione complessa e rivolta a chi ha grandi numeri), ma si rivolgono al GSE, che è la via più semplice. Qui si può stipulare il Contratto di Ritiro Dedicato, che costituisce una vera e propria vendita, oppure il Contratto di Scambio Sul Posto che è orientato prevalentemente al mercato domestico e che costituisce una compensazione alla spesa elettrica (e quindi non è reddito).

Tipico Fotovoltaico Domestico (autoproduzione)

Ultimo inciso per le aziende: chi si installa questo tipo di impianti non deve comparire nella Visura Camerale quale produttore di energia elettrica; la produzione elettrica è una attività a corollario rispetto all'attività vera e propria dell'azienda, e anche se saltuariamente si emettono fatture di vendita dell'energia elettrica, si tratta di di importi piuttsto modesti che derivano dalla casualità tra domanda interna e produzione, non si tratta certo di una attività imprenditoriale "voluta".

Attenzione a non esagerare!

Quando si dimensionano gli impianti di autoproduzione è necessario tenere conto non solo dei consumi ma anche dei giorni/orari in cui i consumi interni avvengono o quando sono prossimi allo ZERO.
Tanto per fare un esempio, nella realizzazione di un impianto fotovoltaico certe aziende sono più avvantagiate di altre; nella tabella sottostante ho cercato di riassumenre questo concetto:

Lo stesso identico ragionamento si può e si deve fare con gli utenti domestici.
Con questo non significa che per gli utenti che ho elencato l'impianto fotovoltaico non conviene, significa che il tempo di ammortamento per alcuni utenti sarà più lungo.

Attenzione infine con la potenza degli impianti fotovoltaici domestici: installare troppi "pannelli" può essere controproducente, soprattutto per gli utenti che stipulano con il GSE il contratto di Scambio sul Posto.
Se l'impianto è sovradimensionato rispetto ai consumi "familiari", infatti, immettendo "troppa" energia in rete (più di quanto consumato in bolletta), può accadere che l'utente va in uno stato di “eccedenza” e quanto si percepisce dal GSE, seppur trattandosi di cifre modeste, costituisce un reddito che andrà riportato nel modello 730.
In pratica oltre al danno anche la beffa.

Configurazioni Ibride

Le configurazioniibride di cui al terzo punto della nostra lista iniziale, sono quelle nelle quali abbiamo dei generatori che funzionano in parallelo tra loro ma lavorano isolati dalla rete pubblica.
E' una situazione che si presenta nei gruppi elettrogeni di emergenza dei grandi edifici quali Ospedali, Aeroporti o simili, oppure nelle grandi navi mercantili o passeggeri.
Senza affrontare gli aspetti tecnici, dei quali parleremo in un prossimo articolo, quest ocaso si presenta quando nell'isola non è sufficiente un solo generatore, oppure si vuole garantire la massima continuità diservizio alle utenze.

Gruppi Elettrogeni da 400kW per il funzionamento in parallelo

Qui gli aspetti economici da valutare in sede di progetto sono soprattutto la massimizzazione del rendimento.
In particolare si tratta di dimensionare un sistema di controllo che decida il numero di gruppi di generazione da tenere accesi a seconda della potenza richiesta dal carico, in modo che ciascun gruppo eroghi una potenza più vicino possibile al punto di massima resa; c'è comunque da dire che queste funzioni sono generalmente fornite dai controllori elettronici di gestione dei gruppi in parallelo.

Conclusione

Si conclude qui la nostra panoramica sugli aspetti economici della produzione di energia elettrica. Spero di essere stato esaustivo anche se mi rendo conto che l'argomento richiederebbe un “libro” dedicato.
Nel prossimo articolo ritorneremo sugli aspetti tecnici del funzionamento in parallelo ed in particolare vedremo la questione della sincronizzazione degli alternatori in corrente alternata, per il quale useremo come esempio il tandem, la bicicletta a più posti.
Alla prossima puntata.

LINK UTILI

Primo Articolo
Produzione elettrica - tecnologie & soluzioni - Prima parte

Secondo Articolo
Produzione elettrica - tecnologie-soluzioni - 2 - Impianti in Isola