Nell’ultimo articolo dedicato alla co-locazione degli accumuli di energia a batteria, analizziamo come i vincoli imposti sul sito influenzino i ricavi delle batterie co-locate. Di conseguenza, le strategie di ottimizzazione per le batterie co-locate saranno diverse rispetto a quelle dei sistemi stand-alone.

Se te lo sei perso, puoi trovare il precedente articolo sulla co-locazione qui. Questo articolo introduce l'accoppiamento AC e DC e spiega come la co-locazione possa generare vincoli nel funzionamento degli accumuli a batteria.

Attenzione Spoiler

• Co-locare un accumulo di energia a batteria dietro la stessa connessione di rete di un impianto fotovoltaico limita la possibilità per entrambi di esportare energia contemporaneamente.
• I ricavi dal trading all’ingrosso subiscono un impatto minimo dalla co-locazione con un impianto solare. Questo perché le ore di picco per la vendita di elettricità spesso non coincidono con la generazione solare.
• La capacità di fornire servizi di risposta in frequenza è fortemente influenzata dalla co-locazione con il fotovoltaico.
• L’impatto sui ricavi si riduce quando la dimensione della batteria è inferiore rispetto al fotovoltaico e alla connessione di rete.

Vincoli? Quali vincoli?

Co-locare un accumulo a batteria dietro la stessa connessione di rete della generazione può limitare il modo in cui la batteria viene utilizzata. Questo perché la connessione di esportazione condivisa limita la capacità di entrambi gli asset di esportare a piena potenza. È più comune che la batteria adatti il proprio funzionamento in base all’output della generazione, assorbendo così l’intero impatto di questo vincolo.

Utilizzeremo l’esempio presentato nell’articolo precedente per illustrare come questi vincoli influenzano la batteria. Questo sito è accoppiato in AC, con una connessione di esportazione da 50MW, una batteria da 50MW e un impianto solare da 50MWp (sovradimensionato a 70MWp sul lato DC).

La Figura 1 mostra come, quando la produzione dell’impianto solare raggiunge i 50MW a mezzogiorno, lo spazio disponibile per la batteria per scaricare scende a zero.

Il fattore di carico medio annuo dell’impianto solare nell’esempio è del 14%. Questo lascia quindi all’accumulo a batteria l’86% della piena capacità di esportazione del sito durante l’anno.

Tuttavia, l’accumulo a batteria non produce valore in modo uniforme durante l’anno e la giornata. Quindi, come incide questa minore disponibilità di esportazione sui ricavi della batteria?

Impatto della co-locazione sul trading all’ingrosso

L’impianto solare riduce la capacità di esportazione della batteria in media del 14%. Tuttavia, quando si fa trading, il momento più importante da considerare è quello in cui i prezzi sono più alti. È comune vendere energia dalla batteria solo una o due volte al giorno.

La Figura 2 qui sotto mostra il profilo di generazione solare per una giornata tipo estiva e una invernale. I periodi di prezzo più alto, sia al mattino sia alla sera, sono evidenziati.

• L’impianto solare genera vicino alla piena potenza solo nelle ore centrali della giornata.
• Il profilo di generazione solare è molto più ampio in estate che in inverno.
• Le ore di picco cambiano durante l’anno. In inverno il picco mattutino è più tardi e quello serale più presto rispetto all’estate.
• L’output dell’impianto solare si avvicina allo zero durante il picco serale. La batteria ha il 95% di disponibilità durante l’anno per scaricare in questa fascia.
• L’impianto solare genera di più durante il picco mattutino. La batteria ha l’80% di disponibilità durante l’anno per scaricare in questa fascia.

I ricavi dal trading risentono poco della co-locazione

Una batteria che segue una strategia di trading a 1 ciclo (carica e scarica una volta al giorno) avrà il 95% di disponibilità per scaricare durante le ore di picco. Tuttavia, l’impatto sui ricavi si attenua per due motivi:

Innanzitutto, la batteria può vendere l’energia non utilizzata in un altro momento. Ad esempio, se la batteria riesce a scaricare solo l’80% dell’energia nella fascia più remunerativa delle 17, può scaricare il restante 20% alle 18, cogliendo comunque un prezzo elevato.

In secondo luogo, i prezzi all’ingrosso non si distribuiscono in modo uniforme durante l’anno. In effetti, le opportunità più remunerative sono concentrate nei mesi invernali, quando la produzione solare è bassa o nulla.

La Figura 3 mostra come questi fattori combinati riducano l’impatto sui ricavi del trading fino al 3%.

• Una batteria che segue una strategia di trading a 1 ciclo dovrebbe ottenere il 97% dei ricavi disponibili per un sistema stand-alone.
• Per una strategia a 2 cicli, questa percentuale scende al 93% a causa della minore disponibilità al mattino.

Impatto della co-locazione sulla risposta in frequenza

Per l’altra principale fonte di ricavo degli accumuli a batteria, il quadro è meno positivo. La durata dei contratti per i servizi FFR legacy e la nuova suite dinamica di servizi di risposta crea alcune barriere per i siti co-locati.

Questi servizi di frequenza vengono offerti per finestre EFA block (se non conosci gli EFA block, guarda il nostro video Energy Academy qui). Per fornire il servizio, la batteria dovrà adattarsi alla massima generazione prevista dall’impianto solare per l’intero blocco EFA. Per l’FFR queste offerte sono fisse su base mensile, eliminando la possibilità di aggiustamenti giornalieri in base alla produzione solare attesa.

La Figura 4 mostra come l’offerta per il Dynamic Containment Low dovrebbe essere adattata per ciascun blocco EFA in base all’output del fotovoltaico.

• Durante l’anno, la disponibilità per contrattare il Dynamic Containment Low scende al 78%.
• La disponibilità è significativamente peggiore nei blocchi diurni, in particolare nei blocchi EFA 3, 4 e 5. In questi blocchi la disponibilità è solo del 60% durante l’anno.
• Nel 2022 i prezzi più alti per il Dynamic Containment Low sono stati osservati proprio in questi 3 blocchi, insieme al blocco 6.

I ricavi dai servizi di risposta in frequenza sono fortemente impattati dalla co-locazione

Oltre all’impatto dei contratti per blocchi EFA, una valutazione più accurata dell’effetto dei vincoli sui ricavi si ottiene ponderando la disponibilità in base ai momenti in cui i prezzi del Dynamic Containment Low sono più alti. La Figura 5 mostra come i fattori discussi portino a una riduzione fino al 25% dei ricavi da Dynamic Containment Low per un sistema co-locato.

• Un accumulo a batteria co-locato potrebbe raggiungere solo il 75% del valore di un asset non vincolato nei servizi Dynamic Containment Low.
• Nell’FFR questa percentuale scende al 54%, poiché i contratti mensili eliminano quasi del tutto la possibilità di partecipare nelle ore diurne.

La situazione potrebbe migliorare in futuro, man mano che i mercati per questi nuovi servizi dinamici di frequenza verranno aggiornati. Potrebbero essere introdotti mercati infragiornalieri per ogni mezz’ora, permettendo agli operatori di batterie co-locate maggiore flessibilità nel contrattare questi servizi e riducendo l’impatto sui ricavi.

Solare vs accumulo: un certo rapporto

Le sezioni precedenti descrivono lo scenario di un sistema di accumulo a batteria co-locato con dimensioni uguali a quelle dell’impianto solare e della connessione di esportazione. Cambiando i rapporti tra questi tre elementi, cambierà anche il modo in cui il sistema è vincolato.

La Figura 6 mostra come la variazione della dimensione della batteria rispetto alla potenza solare (supponendo che la capacità solare e la connessione di esportazione rimangano uguali) influenzi l’impatto dei vincoli sui ricavi della batteria.

• Con una batteria della metà rispetto alla potenza del fotovoltaico e della connessione di esportazione, gli impatti dei vincoli su tutti i flussi di ricavo vengono minimizzati.
• Un sistema di accumulo a batteria che segue una strategia di trading a un ciclo vede gli impatti sui ricavi scomparire se la batteria è pari al 75% della potenza dell’impianto solare.

Questo non significa necessariamente che ridurre la dimensione della batteria sia la scelta migliore, poiché una batteria più grande genererebbe comunque un ricavo assoluto maggiore. La decisione dovrà considerare l’intero business case dell’asset di accumulo, compreso l’impatto delle economie di scala sui costi di sistema.

Sintesi dei punti chiave

• La co-locazione di solare e accumulo dietro la stessa connessione di esportazione introduce un vincolo sulla possibilità di esportare energia contemporaneamente da entrambi gli asset.
• L’accumulo a batteria è l’asset più flessibile ed è quello che assorbe maggiormente l’impatto di questi vincoli.
• I ricavi dal trading all’ingrosso sono solo minimamente impattati, poiché i momenti più remunerativi per la vendita di energia si verificano fuori dalle ore di picco solare.
• Un accumulo a batteria co-locato che segue una strategia di trading a 1 ciclo potrebbe vedere una riduzione dei ricavi solo del 3%. Questa percentuale sale al 7% per una strategia a 2 cicli.
• I ricavi dai servizi di risposta in frequenza sono invece molto più impattati, a causa della durata dei contratti di questi servizi.
• Un accumulo a batteria co-locato che fornisce Dynamic Containment Low vedrebbe i ricavi scendere del 25% rispetto a un asset stand-alone.
• Ridurre la potenza dell’accumulo rispetto al fotovoltaico e alla connessione di esportazione riduce tali impatti. Un accumulo co-locato della metà rispetto al solare vedrebbe impatti minimi sui ricavi.