É online il più grande impianto solare di produzione e stoccaggio degli Stati Uniti

Mi permetto di dare una risposta:

Link ad immagine (click per visualizzarla)
(da https://www.ipieca.org/resources/en...s-turbines-2022)

Le centrali a ciclo combinato a metano constano di due sezioni: una turbina e un recupero del calore della turbina a gas stessa.
La turbina a gas puo' andare a regime in tempi molto brevi e quindi puo' rispondere alle variazioni veloci del carico.
La parte di recupero invece ha una risposta molto piú lenta e necessita di piú tempo per entrare a regime.

Per tutto il tempo in cui la sezione di recupero non e' a regime l'impianto opera a minor efficienza. Si parla anche di un 50% di calo d'efficienza nei casi peggiori. Quindi maggiori costi e maggiori emissioni per unità di energia prodotta.

https://en.wikipedia.org/wiki/Load-...ing_power_plant
Abstract di https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4053569/

E' quindi importante limitare le variazioni su questi tipi di impianti.

Altri tipi di centrali hanno altri compromessi.

Turbine e turbati

Per quel poco che ho letto:

- le turbine a gas sono analoghe ai motori degli aerei, le puoi avviare e modulare velocemente, quelle recenti hanno rendimento tra 40% e 43%, anche senza doverle sfondare al massimo dei giri

- le turbine a ciclo combinato sono analoghe ma accoppiate a un secondo stadio con turbina azionata dal vapore, cosi arrivano a un rendimento totale tra il 60% e il 63%;

ricordo una spiegazione vista anche qui, possono modulare tra 0 e 100% in circa 20-30 minuti, perchè i due stadi vanno fatti accelerare all'incirca insieme per mantenere i parametri migliori di pressione e temperature (per motivi di efficenza e stress) e il secondo segue il primo con un po' di inerzia, non essendo vincolati meccanicamente

a me sembra una enorme boiata (funzionale ad altre sparate dette prima a sfavore dell'impianto Californiano di FT ed accumulo) sostenere che queste turbine necessitino di ore per raggiungere buoni rendimenti o essere modulate, avrei detto che è sufficente che non vengano modulate velocemente, e con un minimo di organizzazione è possibile scaglionarle nella giornata per farle modulare singolarmente lo stretto necessario; o che necessitino di andare sempre al massimo, o che si rompano se viene variato il regime

non sono mica locomotive a carbone caricate a mano da un omino con la pala; l'analogia è più con il motore di un aereo, oppure, forzando il paragone, con il motore di una nave

avviarlo o farlo accelerare avrà un rendimento leggermente minore per un poco, ma lo vogliamo paragonare al tenerlo sempre acceso e su di giri per ore anche quando non serve?

le turbine l'usura la hanno se usate al massimo della potenza e/o con temperature e pressioni più alte, eventualmente usate per massimizzare i rendimenti

Ansaldo nelle specifiche definisce i rendimenti combinati al 60 % (41% per il solo primo stadio nelle turbine non a ciclo combinato) per il funzionamento "a bassa manutenzione"

e invece definisce i rendimenti massimi ottenibili al 63% (43% il primo stadio), forzando temperature più elevate e impegnative per i materiali


Negli impianti recenti possono esserci nello stesso capannone sia una turbina a ciclo combinato che una a ciclo singolo, e le combinazioni sono infinite combinando insieme il carico elettrico di più inpianti in luoghi separati

la ciclo singolo serviva (serve) per variazioni e strappi di potenza improvvisi, per dare il tempo di avviare o modulare quella a ciclo combinato, e possibilmente dopo pochi minuti la turbina a ciclo semplice può anche essere spenta perchè consuma più carburante a parità di kwh prodotti per cui ha costo al kwh ed emissioni più elevate, si usa il meno possibile

gruppi di centrali a metano hanno sempre fatto l'inseguimento del carico modulando la potenza, compresi tramonti ed alba, e scaglionandone le partenze per farle modulare magari ognuna giusto un paio su 24 ore, praticamente come prima

Piuttosto, invece di guardare il dito, guardiamno la Luna e la direzione in cui si va:

con la diffusione delle batterie sulla rete elettrica, guidate dai sistemi automatici che le usano per equilibrare in millisecondi le variazioni di potenza e ormai offrono anche bassi costi al kwh, magari una parte della turbine a ciclo singolo saranno le prime a perdere di interesse

in questo senso l'aggiunta delle batterie è già un primo aumento di efficienza e un calo di emissioni del sistema rete energetica, anche quando la quantità di batterie messa in rete è ancora modesta, perchè vengono annullate le modulazioni rapide fatte con le turbine, e un po' alla volta viene ridotto in generale l'uso delle più inefficenti turbine a ciclo semplice

da ricordare poi che sui tempi intermedi (minuti invece di secondi) ci sono anche gli impianti idrolettrici a seguire le rampe del tramonto e dell'alba modulando il carico

mentre ancora per un bel po' di anni, finché il mix di rinnovabili e accumuli non si completa, si useranno ancora le turbine a ciclo combinato per fare l'integrazione del carico residuo

poi negli ultimi anni (magari tra 12 anni), anche queste diventarano impianti sempre meno usati durante l'anno, praticamente tenderano a diventare un sistema di back-up, con alta potenza di picco ma basso utilizzo su base annua, con un consumo di gas ed emissioni totali minime su base annua

Poi a qualcuno "rode" se le centrali a metano inziano a lavorare sempre meno ore ogni anno che passa, ma questo è un altro tipo di "problema", per me non centra con supercazzole (non parolaccia, ma citazione filmica) sulle emissioni o l'efficenza delle stesse

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QUANTITA' ACCUMULI A BATTERIA CALIFORNIA

in California oltre a degli impianti idroelettici, e una quota di eolico e FT, pare da uno dei link postati che abbiano già circa 9 GWh (?) di accumuli a batteria;

questo equivale a poter sopperire a circa 30 minuti del carico nazionale notturno (pari a circa 18 GW di potenza media in notturno)

questi numeri degli accumuli a batteria sono destinati a crescere rapidamente, perché il prezzo delle batterie è in caduta libera; già solo durante i 2023 si è quasi dimezzato, le LPF sono a circa 65 euro al kwh, e nel 2024 e 2025 sono previsti altri forti ribassi

i 3 GWh di questo singolo grande impianto, se visti a servizio dei pannelli FT del medesimo impianto, sono il classico set-up "a 4 ore" come già fatto notare da altri

cioè in grado di erogare per altre 4 ore la stessa potenza di circa 750 MW (cioè un poco meno della potenza di picco nominale) dai pannelli solari del parco

man mano che il prezzo del batterie scende, i parchi utility tenderanno a fare set-up con accumuli più grandi, del tipo a 6 ore, poi a 8 ore, etc per recuperare più energia diurna e rivenderla fuori dal picco diurno, e in genrale rendendo sempre più "dolce/smussata/gestibile" anche la fornitura da fotovoltaico

inoltre la presenza di un mix di più rinnovabili e di un back-up di sicurezza a metano (e un domani probabilmente a idrogeno) non rende "necessario" arrivare a coprire tutto il carico con ilsolo FT e le batterie, cioè con set up estremi di batteria a 18 ore, ma se si andare in questa direzione banalmente vorrà dire che sarà stato ritenuto vantaggioso come emissioni e costo rispetto ad altre combinazioni

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INTENSITA' CARBONICA KWh CALIFORNIA

nel link postato da un altro utente si vede il calo negli anni delle emissioni di Co2 da produzione elelettrica di Co2 in California:

https://www.caiso.com/TodaysOutlook...rical-co2-trend

mentre il sito più genrico ma veloce da consultare energy-maps mostra una variazione piccola dell'intensità carbonità carbonica (circa 240 gr di Co2 / kwh) confrontando il 2017 con il 2023

però quello che non è stato detto, è che il sito energy-maps mostra anche praticamente la stessa quota di energia rinnovabile annua nel mix californiano del 2017 e del 2023 ( 48% vs 50% )

per cui se il mix di energia californiana nei dati usati da energy-maps varia poco tra questi due anni, così fa anche l'intensità carbonica del kwh, calcolata prorio a partire da questi.. è Lapalissiano..

ovviamente energy-maps raggruppa in questa stima probabilmente solo una parte delle sorgenti energetiche considerate nel sito ufficiale del gestore della california, da cui la discrepanza (leggera) tra i due, ma c'è coerenza tra i dati interni di energy-maps, se le rinnovabili aumentano poco, le emissioni scendono poco

per me è scorretto e ingannevole verso chi leggesse aver linkato a sproposito i dati di intensità carbonica di enengy-maps senza citare le corrisponenti quote di rinnovabili

ed aver sostenuto in modo illogico che installazioni di rinnovabili non comportino una corrispondente diminuzione dell'intensita carbonica


PS: in generale trovo più preciso e dettagliato il sito "energy-charts", che però ha i dati solo dei paesi Europei

I pannelli solari vanno puliti e lavati periodicamente .
Mi piacerebbe sapere come fanno.

Non so dove abiti tu e come sia la situazione dov'è installato questo impianto, ma dalle mie parti non è assolutamente necessario lavare o pulire i pannelli, basta la pioggia.

no.. o meglio.. ni.. nel senso che una centrale di riserva calda o una centrale che fa il lavoro di dispacciamento NON viene mai spenta.. le turbine dei cicli combinati NON si possono mettere in funzione velocemente come ha scritto qualcuno sui post qui sopra.. devono viaggiare sempre per evitare appunto stress termici anche perchè quando vengono fermate DEVONO fare manutenzione.. e per farle vengono smontate..

in realtà queste centrali viaggiano "al minimo" per la sincronia di rete e non producono nulla o quasi (di attivo verso la rete) ma consumano tutto il santo giorno per essere pronte quando arrivano quelle 4 ore di lavoro vero.. in pratica è come tenere l'automobile accesa 24/7 perchè devo scattare in caso di emergenza.. è sempre li .. al minimo.. accesa.. non produce lavoro utile ma consuma



stai parlando di impianti MOLTO più piccoli di questi.. LGChem vende questi prodotti da oltre 10 anni (prima non si chiamavano LGChem) ma sei libero di credere che re mida faccia tutto meglio.. in realtà quando si tratta di costo/benefici si va altrove ma tranquillo ammiro la tua dedizione



l'ho spiegato sopra.. le turbogas di una volta e le CCGT di oggi non vengono mai spente quando fanno il lavoro di riserva calda perchè nessuna centrale moderna può andare in funzione da zero in "poche" ore ed essere spenta subito dopo.. pensa che anche le centraline da 5MW che gestiamo noi quando vengono spente vanno incontro a manutenzione tanto che si installano solo dove serve molto vapore e dove si lavora anche in agosto per evitare fermi macchina deleteri.. quando si fermano questi mostri di inefficienza vanno aperti per verificare le alette e fare manutenzione

non sono come le turbine degli aerei che viaggiano di continuo e on/off

https://www.siemens-energy.com/glob...er-plants-tab-2

tanto per dire la resa teorica del 60% del ciclo combinato è raramente raggiunta e spesso si arriva al 50-55% .. mentre un normale impianto a pistoni il 43% lo porta a casa "facilmente" tanto che se non serve vapore si prediligono le soluzioni a pistoni di norma, più elastiche e flessibili (ma per potenze inferiori ai 5 MW)

detto questo.. no.. restano accese



beato te.. la pioggia non è mai bastata per pulire realmente i pannelli.. si chiamano autopulenti ma non è vero e polline, smog, sabbia del deserto quando piove rosso.. queste non vanno mai via e vanno puliti molto spesso (due volte all'anno).. se poi sei in un posto particolarmente fortunato buon per te ma mediamente senza manutenzione si perde da 1% a 5% in un anno per lo sporco sui pannelli

p.s.

https://va.mite.gov.it/File/Documento/262042

suggerisco a pagina 27 di vedere le ore medie previste di funzionamento annuo delle due turbine CCGT e della TG501 (la F7502 è la CALDAIA di riserva fredda ovvero spenta e accesa solo per manutenzione delle altre 3 a compensare il termico mancante)

giusto per spiegare quanto deve andare una turbina gas -> vapore per essere economicamente sostenibile

Grazie delle risposte.

Si, ho tralasciato il fatto che le centrali che fanno load-following devono essere sempre accese almeno al minimo per essere reattive a richieste improvvise. Quindi spreco di combustibile per nulla.

Il mio da 0% a 100% era riferito piú alla produzione elettrica che al consumo di combustibile. Quindi dalla tua risposta immagino che indipendentemente dai transienti le temperature rimangono sempre uguali nella turbina.

Pero' scusa, anche se e' vero che non sono turbine aereonautiche, io avevo letto che lo stadio con turbina a gas fosse comunque piú veloce (ovviamente da "caldo" di quello con turbina a vapore alle variazioni di domanda. E che anche questo diminuisse l'efficienza dell'impianto in presenza di rapide variazioni della richiesta. E' falso?

un CCGT è diverso da una turbogas

se parliamo di una turbogas abbiamo praticamente un motore d'aereo più grande e carino.. e allora si.. quelle nascevano proprio per una regolazione "veloce" dei transienti ma ti ricordo che la regolazione veloce (in tempo reale) viene fatta con l'idroelettrico da bacino perchè una turbina (ad acqua) non ha problemi a fare 0-100 in una frazione di secondo.. di apre la valvola a sfera e bum.. la turbina parte..

anche una turbogas ha una rampa

una CCGT invece non apprezza lo 0-100 rapido.. di norma si fa una rampa "morbida" anche perchè la prima turbina ad alta pressione è una cosa ma la seconda ha bisogno di norma di una caldaia di rilancio per il vapore a bassa pressione e una CCGT non è pensata per fare modulazione veloce

noi quelle piccine (5MW a salire) le lasciamo accese senza modulare anche perchè perdono di efficienza molto velocemente allontanandosi dal 90% di carico, cosa che un motore a pistoni a gas (il classico impianto industriale) non fa.. ma anche in questo caso si tiene un'isteresi di qualche minuto..

per dire.. dal 100% al 85% lo si può fare di colpo (anche se non conviene) ma dal 85% al 100% si cerca di fare una rampa morbida di almeno un minuto per non sprecare energia in termico

https://www.youtube.com/watch?v=fcdsg92P8LM

questo è il ciclo di una CCGT .. tieni poi presente che se l'estetica delle turbine da aereo e le turbine vapore delle centrali elettriche sembra uguale il funzionamento è diverso

le turbine vapore sono azionate dal vapore che esce da una caldaia e non sono azionate da una combustione che avviene nella turbina stessa (come negli aerei) per cui le pale sono diverse e via via di diametro maggiore per recuperare sempre più energia mano a mano che il vapore perde pressione attraversando la turbina

inoltre questo vapore danneggia la turbina (motivo per cui quando la spegni fai manutenzione) mentre nel caso degli aerei non c'è molta umidità (in confronto) che passa per le turbine

le turbine a gas (quelle dove la combustione è nella turbina stessa) una volta le chiamavano turbogas invece e sono molto simili ai motori aerei e poco efficienti (40%.. per intenderci un motore a pistoni a metano raggiunge il 43% senza troppa fatica ma non scala a quelle potenze)

è un casino una centrale ma è affascinante vederla all'opera

https://it.wikipedia.org/wiki/Centr..._di_Porto_Tolle

questa era da vedere con le sue 4 caldaie alte come un palazzo che bruciavano di tutto per fare il vapore che serviva alle 4 turbine vapore.. il 10% dell'energia italiana veniva da qui..

era una cosa assurda vederla in funzione e, tanto per dire, per mettere in temperatura un forno non bastava un giorno

scusa.. dimenticavo.. SI.. la turbogas è molto più rapida nelle variazioni di potenza perchè basta aumentare il gas bruciato o ridurlo mentre la turbina a vapore dipende dalla produzione della caldaia a cui è collegata e questa ha inerzia termica..

ma comunque non è mai veloce come una turbina idroelettrica. Di norma è l'idro che fa la regolazione in potenza e poi le centrali a gas gli vanno dietro (perchè l'acqua è limitata mentre il gas no)

le CCGT (https://www.youtube.com/watch?v=KVjtFXWe9Eo) non fanno regolazione di norma perchè sono sistemi complessi e pensati per fare Base-Load e non peak-load .. possono farlo ma, come hai detto anche tu, perdendo efficienza e quindi costano di più (tanto che vengono remunerate soldoni quando fanno balance)

una rete nazionale è complessa

https://www.youtube.com/watch?v=KVjtFXWe9Eo

Grazie delle informazioni!

Invidio le persone che possono visitare questo tipo di impianti. Anche a me affascinano le macchine 'grosse'