Limitazione dei picchi di carico (peak shaving)

Il termine peak shaving (in italiano: livellamento dei picchi di carico) indica una strategia di gestione del carico che consente di ridurre in modo mirato i picchi di carico elevati a breve termine.

Nei momenti in cui il consumo energetico di un'azienda raggiungerebbe altrimenti un picco, tale picco viene limitato, sia tramite l'utilizzo di energia immagazzinata (ad esempio da un accumulatore a batteria) sia tramite l'attivazione di un proprio impianto di produzione di energia elettrica. L'obiettivo è quello di ridurre il prelievo di potenza dalla rete durante tali picchi. Il peak shaving offre quindi un doppio vantaggio: da un lato riduce i costi dell'energia elettrica per il consumatore (poiché spesso i prezzi della potenza o i costi di rete sono legati al picco massimo) e dall'altro stabilizza la rete elettrica, attenuando le fluttuazioni della domanda. A differenza del load shifting, in cui il consumo viene spostato completamente in altri orari, il peak shaving si concentra sull'attenuazione di picchi di carico molto brevi senza modificare il processo operativo.

Come funziona il peak shaving con un accumulatore a batteria?

L'implementazione del livellamento dei picchi di carico tramite un accumulatore a batteria è tecnicamente sofisticata, ma in linea di principio facile da comprendere: un sistema di gestione dell'energia monitora costantemente il consumo energetico dell'azienda. Se si profila un picco di carico, il sistema reagisce in pochi secondi (frazioni di secondo) e attiva l'accumulatore a batteria. La batteria fornisce immediatamente l'energia elettrica mancante, in modo che la potenza della rete pubblica rimanga limitate e non superi la soglia prestabilita. Una volta superata la fase di picco di carico, la batteria può essere ricaricata, ad esempio nei periodi di basso carico o in presenza di energia solare in eccesso. Il processo di carica e scarica è completamente automatico. I moderni accumulatori a batteria e i sistemi di controllo consentono di regolare con estrema precisione la quantità di energia prelevata dalla rete.

Un esempio: un'azienda industriale ha un carico massimo concordato di 500 kW. Se improvvisamente i macchinari si avviano e il carico rischia di salire a 600 kW, l'accumulatore fornisce immediatamente 100 kW, in modo che dalla rete vengano prelevati solo 500 kW. Il picco di carico più elevato nel corso dell'anno viene così limitato e l'azienda non paga prezzi eccessivi per la potenza. I gestori di rete premiano questo comportamento con tariffe più basse, perché il cliente contribuisce alla stabilità della rete attraverso il peak shaving. In pratica ciò significa che l'accumulatore a batteria deve essere dimensionato in modo adeguato (potenza e capacità) per poter sostenere i picchi di carico tipici dell'azienda per il tempo necessario – spesso sono sufficienti pochi minuti o poche ore di scarica, poiché molti picchi di carico si verificano solo per brevi periodi.

I sistemi di peak shaving vengono regolati individualmente in base al profilo di carico. È importante effettuare un'analisi accurata dei dati di consumo in anticipo, in modo che l'accumulatore non sia né sottodimensionato né sovradimensionato. Una volta che tutto è stato regolato, il sistema funziona in modo completamente automatico e richiede un intervento minimo. Molti dei nostri clienti combinano il peak shaving con l'ottimizzazione dell'autoconsumo: l'energia solare immagazzinata durante il giorno viene utilizzata la sera per il peak shaving, in modo che l'accumulatore abbia un doppio effetto.

Perché il livellamento dei picchi di carico è utile per le aziende?

Proprio le aziende commerciali e industriali con un fabbisogno energetico variabile possono trarre notevoli vantaggi dal peak shaving. Un motivo importante sono i costi di utilizzo della rete: molte tariffe elettriche per i grandi consumatori includono costi basati sulla potenza, che vengono calcolati in base al picco di potenza massimo richiesto. Limitando tali picchi di carico è possibile ridurre notevolmente questo blocco di costi. In molte aziende, i costi di rete rappresentano circa il 20% dei costi totali dell'energia elettrica, quindi qui c'è un grande potenziale di risparmio.

Inoltre, il taglio dei picchi di carico evita costi indiretti: spesso le aziende senza sistemi di accumulo devono aumentare a caro prezzo la loro potenza di allacciamento per coprire picchi rari, oppure rischiano sovraccarichi e interruzioni. Con un accumulatore a batteria come buffer, la potenza prelevata dalla rete rimane controllata al di sotto di un limite definito. I gestori di rete premiano questo comportamento con tariffe più basse e un minore carico sulla rete elettrica locale. A seconda del profilo di carico, il livellamento dei picchi di carico può consentire un risparmio sui costi dell'energia elettrica del 10-15%, come dimostrano alcuni esempi industriali. Inoltre, migliora la stabilità della tensione e riduce la probabilità di problemi di rete durante il funzionamento.

In breve: per le aziende con picchi di carico pronunciati, ad esempio a causa di grandi macchinari, celle frigorifere, impianti di ventilazione o stazioni di ricarica, il livellamento dei picchi di carico è una misura estremamente efficace per ridurre i costi energetici correnti e allo stesso tempo uniformare l'approvvigionamento elettrico. In tempi di aumento delle tariffe di rete e dei prezzi dell'energia elettrica, questo metodo sta diventando sempre più interessante.

Per chi è particolarmente vantaggioso il livellamento dei picchi di carico?

In linea di massima, per ogni azienda che registra picchi di potenza significativi e deve fare i conti con bollette elettriche elevate. Il peak shaving è particolarmente interessante per le aziende che operano in settori quali:

• Industria metallurgica e meccanica: ad esempio acciaierie, fonderie o grandi costruttori di macchinari, dove l'avvio simultaneo delle macchine provoca picchi estremi.
• Industria alimentare e celle frigorifere: i gruppi frigoriferi e i compressori spesso si avviano contemporaneamente e generano brevi picchi di carico che possono diventare costosi.
• Chimica e produzione con processi batch: i processi che si svolgono in cicli e che all'avvio consumano molta energia traggono vantaggio dagli accumulatori per fornire la corrente di avviamento.
• Grandi edifici adibiti a uffici o ospedali: impianti di climatizzazione, ascensori e altri consumatori possono generare insieme picchi di carico: in questo caso un accumulatore può fungere anche da UPS e allo stesso tempo livellare i picchi.
• Parcheggi di ricarica per la mobilità elettrica: molte auto elettriche in ricarica in parallelo significano potenze elevate in breve tempo. Un accumulatore a batteria può alleggerire l'infrastruttura di ricarica, immagazzinando la corrente di ricarica ed evitando così picchi di carico nella rete elettrica.

Spesso è possibile valutare se l'investimento è redditizio già sulla base del profilo di carico attuale e della struttura tariffaria in vigore. Come regola generale, se si hanno picchi significativi nella curva di carico su base annua e si paga un importo elevato per kW di potenza fatturata (ad es. >80 €/kW/anno), il livellamento dei picchi di carico è solitamente economicamente vantaggioso. In molti casi, un accumulatore si ripaga da solo in pochi anni grazie al risparmio sui costi di rete e sui prezzi di potenza. Inoltre, il peak shaving consente talvolta di usufruire della regola delle 2.500 ore o di altre esenzioni dai costi di rete, con ulteriori vantaggi. Saremo lieti di fornirvi la nostra consulenza per determinare il potenziale nel vostro caso specifico.

FAQ – Limitazione dei picchi di carico