Progettata una strategia di controllo delle turbine eoliche in grado di farle partecipare, in maniera affidabile, alle operazioni di ripristino dei sistemi di alimentazione in caso di blackout
(Rinnovabili.it) – È chiamato in gergo “black start” (letteralmente “avvio nero”) ed il processo di ripristino di una centrale o di una parte della rete elettrica in caso di interruzioni di corrente. Ciò comporta l’avvio di unità di generazione isolate e il graduale ricollegamento l’una all’altra per formare nuovamente un sistema interconnesso. Si tratta di una risorsa fondamentale per mantenere l’affidabilità e la resilienza del sistema elettrico, solitamente affidata a turbine a gas o idroelettriche. O, ancora, a generatori diesel collegati a una batteria locale.
Ma se si trattasse di turbine eoliche? Potrebbero questi impianti, normalmente legati a una fonte intermittente e imprevedibile, fornire capacità di black start? Parte da questo domanda il nuovo studio condotto da Hugo Villegas Pico dell’Iowa State University, e Vahan Gevorgiano del NREL, negli Stati Uniti. Per i due ricercatori la capacità degli aerogeneratori di ripristinare l’alimentazione elettrica è fondamentale soprattutto in quei sistemi energetici ad alta penetrazione eolica. Sistemi come quello che caratterizza l’Iowa. Lo stato americano, con i suoi 11,6 GW eolici già installati (e altri 437 in costruzione), produce oggi il 55% della sua elettricità dal vento.
Gli scienziati hanno cercato di capire come usare l’energia del vento per riavviare una rete dopo un blackout. Villegas Pico afferma che la prima sfida per le turbine di “Tipo 4” – dotate di convertitori elettronici completamente dimensionati per trasferire tutta la loro capacità di generazione alla rete – è stata progettare una strategia di controllo grid forming che consentissi agli aerogeneratori di funzionare sulla rete indipendentemente da qualsiasi altra risorsa black start.
“La strategia di controllo è un algoritmo software”, spiega Villegas Pico. “Dirige il funzionamento delle turbine eoliche in modo che siano in grado di ripristinare in modo affidabile i sistemi di alimentazione”. In particolare, il software aiuta le turbine a lavorare insieme e a resistere a guasti di rete asimmetrici come quelli causati da alberi che abbattono e cortocircuitano parte della rete di trasmissione e distribuzione.
La seconda sfida è stata progettare un sistema di protezione attiva che impedisse agli aerogeneratori di andare in stallo, in caso di una domanda energetica superiore all’energia offerta dal vento durante le fasi di recupero.
Gli scienziati stanno oggi applicando questi progressi anche ad altre classi di turbine eoliche e a sistemi di alimentazione che utilizzano batterie. Sviluppando nel contempo strumenti di intelligenza artificiale e previsioni meteorologiche che aiutino gli operatori a organizzare le operazioni di ripristino in caso di interruzioni di corrente.
