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Titolo: Autosufficienza fotovoltaica con i tetti non possibile


 
Il risultato e' una potenzialita' di 850 MW(p) teorico di
fotovoltaico installabile sui tetti che pero':
 
"... which has the potential to reduce the electrical energy
  related emissions by almost 30% and simultaneously to increase
  the city’s energy self-sufficiency."
 
Quindi la risposta alla domanda di cui al titolo e' NO anche in
valore assoluto. Ma ancora piu' interessante e' la conclusione
(che e' in fondo anche il motivo per cui non c'e' una corsa alle
batterie da parte dei possessori di fotovoltaico, anche se oggi
cominciano ad essere tassati):
 
"Although energy storage, in the form of batteries, slightly
  improves both the autarky and environmental indices, the relation
  between potential PV generation and load makes them very
  infrequently useful (mostly in summer) and not economically
  justified."
 
Ovviamente la conclusione e' tratta nella ipotesi di accumulo
di energia nella forma elettrica, ovvero quella prodotta dal
fotovoltaico. A pagina 10 leggiamo:
 
"As can be seen, for PV systems with a capacity not exceeding
  340 MW(p) , all generated electricity is used onsite (city level).
  Installing greater capacities almost linearly increases the
  electricity surplus from PV generation, whereas the improvement
  of self-sufficiency is not proportional. For the highest installed
  capacity in PV (850 MW(p) ) it is possible to reach a self-sufficiency
  level close to 29%, but this will result in generating electricity
  surplus from PV generation in excess of 23%."
 
Grazie alla notoria "scalabilita'" del fotovoltaico (che qualcuno
scrive come "modulare", ma in realta' non c'entra nulla con la
modularita' come intesa nel mondo scientifico o tecnologico), i
risultati di cui sopra sono perfettamente scalabili anche al caso
del singolo autoproduttore domestico.
 
Quindi, anche se i tetti della citta' hanno una capienza per 850 MW(p),
l'impossibilita' di mettere da parte l'energia elettrica in un modo
praticabile economicamente fa concludere che conviene limitare le
installazioni a quasi un terzo di meno: 340 MW(p).
Eppure a 850 MW(p) si arriva a coprire solo il 29% del fabbisogno!.
 
Hanno simulato anche uno scenario con un "gigabatteria" da 2 GW·h.
Ebbene, con 850 MW(p) si arriva ad alzare solo ad un 36% la
copertura del fabbisogno elettrico della citta'.
 
Ma un 7% e' pur sempre un di piu', giusto ? No:
 
"Even though the storage slightly improves the city scale
  self-sufficiency, the use of a battery is quite limited and
  concentrates on summer months and daylight hours. The battery
  tends on average to be charged until 14:00, when it reaches its
  maximal state of charge and is then being discharged."
 
e poi:
 
"... the battery is almost not used during the winter months."
 
In altre parole, una gigabatteria non e' praticamente utilizzata
d'inverno, perche' la ridotta produzione fotovoltaica e' totalmente
assorbita dalla domanda crescente. E i mesi in cui e' piu' usata
sono solo quelli estivi, fino all 14:00, poi comincia la sua
scarica. Attenzione, la menzione delle batterie per il "peak
shaving" e controllo dei prezzi di mercato non si riferisce ad una
costosa capacita' di 2 GW·h, ma a valori molto piu' bassi abituali
di qualche MW·h (quindi resta un magro ripiego per cercare di
ridurre il costo). Questo "utilizzo" della batteria e' riportato
visualmente nella figura 14 a pagina 13, dove in accisa abbiamo i
mesi e in ordinate l'ora del giorno. Il colore "giallo" indica la
fase di utilizzo della gigabatteria ed in ricarica. Il colore blue
indica la fase di utilizzo della gigabatteria ed in scarica.
Notare come tra novembre e febbraio praticamente non c'e' utilizzo
della gigabatteria.
 
 
Da pagina 13 segue una interessante disamina sui costi. I casi
esaminati sono:
 
* senza accumulo
* con gigabatteria da 0,5 GW·h
* con gigabatteria da 1,0 GW·h
 
(scrivo "gigabatteria" per evidenziare l'enorme dimensione,
di cui non mi risulta ci siano esempi reali).
Non sono stati considerati casi oltre i 1 GW·h perche' i
costi salgono cosi' rapidamente da non rendere sensato
ogni ulteriore accumulo chimico.
 
Il periodo interessato e' ampio 25 anni (quindi oltre i 20
anni che spesso sono menzionati qui).
 
Nel grafico 15 a pagina 14 si osserva come senza batterie,
il costo dell'energia fotovoltaica, al crescere della potenza
installata, aumenta leggermente (suppongo perche' si vanno
ad utilizzare tetti sempre meno ottimali), di circa 0,14 €/kW·h
(0,136 €/kW·h) a 0,18 €/kW·h (notare che e' piu' alto che nel
meridione italiano a causa della minore produttivita' solare a
Breslavia). Questi valori sono la misura del solito LCOE.
 
Una batteria da 0,5 GW·h, come ovvio, a base potenze (da 85 MW(p)
da' ha un costo straosferico (dovendo ammortizzare il costo della
gigabatteria su meno energia ciclata), per poi scendere al minimo
con una potenza installata di 340 MW(p), e poi salire quasi in
parallelo all'andamento del costo senza batteria.
Ma oltre i 680 MW(p), l'aggiunta della gigabatteria pesa quasi come
il costo della energia fotovoltaica, ad esempio, a 765 MW(p) di
fotovoltaico installato, l'aggiunta di una gigabatteria da 0,5 GW·h
fa aggiungere il costo a 0,19 €/kW·h verso un costo di 0,167 €/kW·h
senza batteria. In corrispondenza di questo maggiore costo, la quota
coperta della domanda elettrica della citta' passa dal 28% al 31%.
Attenzione, il costo della batteria, che e' il LCOS (levelised cost
of storage) va sommato a quello del fotovoltaico, quindi, con la
gigabatteria da 0,5 GW·h, a 765 MW(p) di fotovoltaico installato,
il costo totale dell'elettricita' e' di 0,377 €/kW·h !!!
(LCOE + LCOS). Questo valore indica cio' che spesso ho cercato
di spiegare: NON SI PUO' CONFRONTARE direttamente il costo della
elettricita' prodotta da una fonte intermittente con il costo della
elettricita' prodotta da una fonte dispacciabile. NON HA SENSO!
Portando la potenza installato al massimo papabile a Breslavia,
cioe' 850 MW(p), questo LCOS
 
Altri studi hanno riscontrato LCOS piu' bassi, da 0,0963 a
0,1249 €/kW·h, ma in quei casi le batterie erano piu' utilizzate
(zone con tanto sole, non la Polonia). Il che mi ha fatto
pensare alla Pianura Padana, smesso proposta con i valori di
produzione pero' meridionali.
 
Nel grafico vediamo anche il costo (LCOS) della energia ciclata
in una gigabatteria da 1 GW·h, che raggiunge un minimo alla
massima potenza di 850 MW(p) e questa e' la ragione per cui non
viene considerato il caso di una batteria da 2 GW·h, che sarebbe
il valore teorico per sfruttare al massimo gli 850 MW(p), a prezzo
pero' di troppo ore di mancato utilizzo della gigabatteria.
Va notato che questo "minimo" e' un LCOS che dal grafico stimo
essere di 0,22 €/kW·h. Che va sommato al costo di 0,18 €/kW·h
di LCOE per un totale di 0,40 €/kW·h del costo della energia
elettrica prodotta da una rete fotovoltaica sui tetti di Breslavia
di 850 MW(p) e un accumulo con gigabatteria da 1 GW·h.
 
Notare quanto e' il costo "nascosto" del fotovoltaico, che
invece nel solare termodinamico con accumulo e' gia' incluso
nel prezzo scritto sulla sua targhetta. Ovviamente, come piu'
volte menzionato nello studio, ci si riferisce al caso di
(tentata) autarchia. Ovvio che, fino a quando ci e' permesso
consumare gas naturale a gogo', consegnatoci in parti uguali
dagli arabi e dai russi, non vediamo questo costo salato.
 
 
Notare un altro punto, che non avevo considerato prima: la
domanda di punta. Spesso siamo distratti dal valore diurno,
e pensiamo che, almeno, il fotovoltaico in teoria,
installato in sufficiente quantita', puo' ridurre il carico
di punta richiesto al resto del sistema. Nulla di vero, perche'
in realta' il carico di punta avviene la sera e d'inverno,
quando il fotovoltaico ormai e' ito ...
 
Nel caso di Breslavia il carico di punta e' di 375 MW, e il
fotovoltaico disponibile non puo' farci nulla:
 
"This results from a significant mismatch between power
  generation potential and electrical load (on a city scale)."
 
L'aggiunta del fotovoltaico e' vero che riduce la richiesta
di rimanente energia dalla rete. Anche del 30%, come nei
casi massimi citati nello studio. Ma la rete non viene
allegerita' dai picchi, anzi, con il fotovoltaico, vede una
richiesta dalla citta' che varia ancora piu' selvaggiamente
(e anche in modo non programmabile oltre la capacita' delle
previsioni metereologiche) di prima della installazione
del fotovoltaico. Questo non significa che la rete non sia
in grado di gestire la richiesta della citta', ma semplicemente
che il conto presentato alla citta', in termini di "costo per
un chilowattora", sara' ben piu' salato.
 
"Also, the higher variability of load results in
  increased ramp rates."
 
Notare il terzo grafico di figura 18 a pagina 15. Con il
fotovoltaico massimo a 840 MW(p), il "tasso di rampa"
arriva al 50% verso le 14:00, quando al peggio, nel caso
"convenzionale" non si supera il 10%.
 
E consumatori italiani e tedeschi conosco molto bene questo
costo: basta guardare il totale delle nostre bollette elettriche.
E siamo solo ad una penetrazione di 20 GW di fotovoltaico su
un consumo di 300 TW·h anno. Estrapolate i numeri di questo
studio ad un caso senza carbone e senza gas naturale e poi
vediamo se le rinnovabili sono cosi' economiche come
raccontatoci dai fanatici.
 
Va anche osservato, che nonostante produzione e consumo siano
"locali", la rete di distribuzione richiede potenziamenti
puntuali:
 
"There is a theoretical need for grid reinforcement resulting from
  the potential increase in inter-hexagonal (inter-zones) power flow."
 
E poi c'e' un pericolo, che nel caso del fotovoltaico non si e'
visto solo perche' la materia prima e' abbondante (sabbia):
 
"Battery costs can increase dramatically as raw material
  prices increase."
 
Cioe', l'esplosione della domanda di fotovoltaico non ha prodotto
incrementi a lungo termine del suo costo, anzi. Ma non ci sono
elementi per sperare che un boom delle batterie al litio (altro,
per ora, non si vedono sul mercato) non vada a fare schizzare
alle stelle i prezzi, una volta raggiunte le massime efficienze
industriali. Dopotutto il litio non e' abbondante come il quarzo.
 
Un altro problema e' che il calcolo teorico prescinde dalla
possibilita' di carico di ogni tetto:
 
"... additional constraints: technical parameters of the roof
  structure making it impossible for it to hold the additional
  load (weight) of the PV systems;"
 
anche nella ipotesi che il proprietario venga costretto per
legge a fornire la servitu' per le aziende elettriche a
installare il fotovoltaico di regime.
E quindi ci sarebbe da considerare i costi di nuovi tetti
piu' prestanti (a proposito, abbiamo o no il costo dei tetti
autostradali ?).
 
Quello che manca e' uno studio onesto e completo fatto per le
varie macroregioni che compongono l'Italia, da nord a sud.
 
Vedo che uno degli autori sembra italiano (Pietro Elia Campana)
peccato sia stato "carpito" dalla "Mälardalen University College"
(MDH) di Västerås (sede principale) e Eskilstuna, in Svezia.
Vedo che ha fatto svariati studi sull'abbinare le batterie
al fotovoltaico, ... ohohohhh, eccolo:
 
  Desideri, U., & Campana, P. E. (2014). Analysis and comparison
  between a concentrating solar and a photovoltaic power plant.
  Applied Energy, 113, 422–433.
 
 
"Solar energy is a source, which can be exploited in two main ways
  to generate power: direct conversion into electric energy using
  photovoltaic panels and by means of a thermodynamic cycle. In both
  cases the amount of energy, which can be converted, is changing daily
  and seasonally, causing a discontinuous electricity production.
  In order to limit this drawback, concentrated solar power plants (CSP)
  and photovoltaic plants (PV) can be equipped with a storage system
  that can be configured not only for covering peak-loads but also for
  the base-load after the sunset or before the sunrise. In CSP plants it
  is the sun’s *thermal energy* to be stored, whereas in PV applications
  it is the *electrical energy* to be stored in batteries, although this
  *is not economically and environmentally feasible* in large-scale
  power plants."
 
No, in Italia, i politici che contano non lo vorrebbero mai leggere.


La città è stata per migliaia di anni il motore del progresso.
In raporto ai loro grandi vantaggi se ne sono sopportati i limiti 
intrinsechi: dall'ambiente malsano all'effetto "pollaio" per la sanità 
(la concentrazione di persone favorisce le malattie infettive).
Ora, alla lista degli aspetti negativi, aggiungiamo pure l'incapacità 
teorica di bastare a se stesse sotto il profilo energetico.
Magari è ora di reinventare il modello di organizzazione geografica 
delle counità umane.
 
-- 
 
Augusto

 
 
Sono stato a Baton Rouge in Lousiana ci sono 300000 abitanti su una 
superficie pari a quella di Parigi. Ma in Europa, in Italia in 
particolare, mi sembra difficile. Nella casa dove sono stato il consumo 
di energia era circa 10 volte quello di casa mia.


Proviamo a dare qualche numero ?
Potremo scoprire delle sorprese.
 
"Although demand for air conditioning is high during the hot summers,
  heating demand is limited in the mild winters, and Louisiana's level
  of per capita energy consumption in the residential and commercial
  sectors are near the national average."
 
Sono meno di 20'000 kW·h a testa.
 
Se un "padano" consuma 2000 m3 di metano ha gia' fatto 22'000 kW·h.
 
 

 
 
Ma però :
piscina (la hanno quasi tutti) quasi olimpionica scaldata o raffreddata 
tutto l'anno.
Aria condizionata a 17 gradi con 32 fuori
Auto lasciata accesa nella pausa pranzo per averla fresca
40 km per fare la spesa o andare a cena o altrove
5 auto (una di riserva data in uso a me) a famiglia
Aerei a gogo
No almeno per la classe media non c'è confronto, poi non ho visto le 
bollette, ma nell'auto ci stavano 100 litri e pieno ogni 3 giorni.
Ogni casa aveva (3 anni fa) il suo bel fotovoltaico, ma per ammissione 
dei propietari il contributo erano briciole.
Certo in una città così si potrebbero fare miglia quadre di pannelli e 
quanto altro ma loro preferiscono i prati e i boschi.
Inoltre carburanti ed energia costano molto meno (non il gas) e gli 
investimenti non si ripagherebbero mai.
 

 La risposta e' un risonante NO!
 
Come ovvio, senza bisogno di soloni stile Deboni. In un clima 
provinciale e primitivo è anche più che ovvio. Non serve il tuo 
sproloquio per capirlo.
___

Il 04/03/2021 20:49, Augusto Cgn ha scritto:

Dici molto bene.
 
Ho già fatto il seguente esempio: a Minneapolis, per rendere più 
vivibile la città in condizioni quasi artiche, hanno realizzato sopra 
gran parte del centro della città un'immensa tettoia in vetro e acciaio. 
Lì sotto la città vive come nelle buone stagioni. Un'idea che si può 
estendere quanto si vuole in una città, e la tettoia è in buona parte 
dotabile di panneli fotovoltaici ovviamente.
 
Solo che in termini di organizzazione delle città siamo provinciali e 
anzi primitivi: le città crescono come fungaie. Il senso 
dell'organizzzione non lo sappiamo apprendere neppure dagli insetti pur 
essendo molto più parassiti di loro.
 
Saluti


Le fungaie non sono disorganizzate, rispondono  a precisi parametri 
naturali, se vuole una organizzazione tipo insetti dovrebbe creare un 
tipo nuovo di uomo, ci hanno provato ma fallito.
L'uomo è per natura più individualista che sociale, ormai è chiarissimo, 
già ora spesso viviamo in simil alveari, ho visitato molte megalopoli, 
con il popolo ben compresso in falansteri orribili, da dove la gente 
appena può scappa, i ricchi invece in grandi ville in campagna, o mega 
appartamenti in città, tipo i palazzi intorno a Central Park.
Anche nei posti freddi che dice lei, in Canada è anche peggio, hanno 
fatto delle cose sottoterra come i topi, ci stanno il minimo 
indispensabile, fuori ne hanno di spazio a disposizione.
 

 delle counità umane.
 
e perché poi ? Chi ha scritto che le città debbano poter essere 
autarchiche energeticamente, o alimentarmente ?
Sono troppo "human-dense" per poterci aspirare .... ma imho questo non è 
minimamente un argomento per non rendere lo stesso auspicabile la 
valorizzazione di tutte le superfici orizzontali, verticali o oblique GIÀ 
DI PER SÈ ALIENATE. Un contributo, quale che sia, lo danno.
Così pure avere parchi aiuta, anche se una città non produrrà mai TUTTO 
l'ossigeno di cui necessita.
 
 
 
 
 
 
-- 
la firma la setto dopo

 investimenti non si ripagherebbero mai.
 
salvo quando finiranno i carburanti. Surreale che ancora oggi vigano 
stili di consumo da "eternità garantita" ... boh ....



Bah, mi sembnrano banali scuse, forzature che rispecchiano l'attuale 
piuttosto che il possibile. Una tettoia che vada da casa mia a quella di 
fronte non cambierebbe proprio niente, tranne fornire energia a entrambe 
le case.
Occorrono diverse regole, come ovvio, solo che l'alternativa è andare 
tutti a puttane facendoci circondare da centrali nucleari o mostri 
simili (con annessi e connessi), ma per poco tempo, perché la domanda di 
energia continuerà a crescere con la popolazione.
Hai forse una soluzione per il problema demografico e la conseguente 
erosione della capacità del pianeta di reggere il carico antropico con i 
suoi consumi e i danni che provoca(vedi clima)? Io non credo proprio.
Se non risolviamo col sole, altre soluzioni non esistono. E comunque è 
anche quella una soluzione provvisoria.
Infatti stiamo veleggiando verso gli otto miliardi. Non c'è soluzione, 
non certo le centrali a vapore per cui provi tanta nostalgia.
___
 
 

 stili di consumo da "eternità garantita" ... boh ....
 
 
Purtroppo chi ha i soldi se ne frega del consumo energetico, pensa a 
vivere bene oggi, al domani ci penseranno gli altri, io lo chiamo 
menefreghismo criminale.
 
 
 
 
-- 
Saluti da Drizzt.
 
 
Per vivere meglio bisogna eliminare il denaro dal mondo:
https://www.facebook.com/groups/731689643567116/
 
www.agidone.altervista.org
 
MAI PIU' UN CESSO DI OPEL IN VITA MIA!!!!
http://www.tappezzeriagraziella.com/
 


Belle davvero le tettoie nelle nostre città storiche, diventerebbero un 
simil formicaio anche peggio di ora, in molte periferie ci siamo vicini, 
in posti come il Cairo o Jakarta ci sono di già.
Certo che non ho la soluzione, speriamo non sia come letto e visto in 
molti film, da Metropolis a Mad Max, passando per quello dove il popolo 
veniva alimentato con i cadaveri dei vecchi  trasformati in gallette, 
dopo eutanasia, 2022 i Sopravvissuti, è del 73, e il libro del 66, si 
vede erano veggenti.
Visti i problemi insolubili, almeno allo stato tecnico attuale, nemmeno 
il fotovoltaico più vento, più quello che ti pare, sono in grado di 
risolvere i problemi energetici, la quantità consumata ora è enorme, se 
tutti consumassero come noi, che nell'occidente siamo tra gli ultimi, la 
faccenda andrebbe a puttane più trans e anche altro molto alla svelta, 
credi che non lo sappia, qualche conto di terawatt e calorie lo so fare 
anche io.
Il fischio del vapore lo so che non basta, ci ho passato quasi tutta  la 
vita attiva, la nostalgia è degli anni che non tornano più, ora aspetto 
Caronte come tutti.
NESSUNO ha la soluzione, salvo lo sterminio di massa, come teorizzato da 
vari pezzi di merda, di sicuro non per loro, qualcuno dice max un 
miliardo, meglio di meno.
Forse è davvero meglio andarsene prima.

 mai TUTTO l'ossigeno di cui necessita.
 
Tecnologicamente non c'e' alcun ostacolo a perche' possa farlo.
E mi riferisco alla tecnologia attuale, non futuribile.
 
Certo che se una citta' e' abituata a imporre una specie di servitu'
sui territori intorno e le viene permesso di scaricare la merda che
produce verso altre localita', allora tutto sembra impossibile.
 
Ma, per cominciare, una legislazione che imponesse (e questo vale
per l'Italia anche a livello di nazione): "I tuoi rifiuti te li tieni
a casa tua", magari qualcosa cambierebbe, specialmente in tema di
riutilizzo e ricicolo.
 
In realta' la cultura della citta' e' una cultura di violenza della
sopraffazione di chi vive intorno alle citta'. E piu' la citta' e'
grossa, e piu' prepotenza irradia intorno.

 investimenti non si ripagherebbero mai.
 
?


Lo studio serve per questa parte:
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Va notato che questo "minimo" e' un LCOS che dal grafico stimo
essere di 0,22 €/kW·h. Che va sommato al costo di 0,18 €/kW·h
di LCOE per un totale di 0,40 €/kW·h del costo della energia
elettrica prodotta da una rete fotovoltaica sui tetti di Breslavia
di 850 MW(p) e un accumulo con gigabatteria da 1 GW·h.
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