THE DUCK CHART

Con il crescere della capacità solare fotovoltaica in California, gli operatori di rete del "California Independent System Operator" (CAISO) hanno osservato un calo del carico netto sulla rete -la domanda rimanente dopo aver sottratto la generazione rinnovabile non programmabile a metà giornata- proprio quando la generazione solare tende a crescere. 

Quanto descritto è rappresentato graficamente per una giornata tipo dal modello rappresentato da un calo di mezzogiorno nella curva del carico netto, seguito da un repentina crescita durante le ore serali, quando la generazione solare diminuisce, tale curva è denominata "duck chart" perché il suo profilo assomiglia proprio a quello di un'anatra. 

Poiché la capacità solare in California continua a crescere , il calo del carico netto a mezzogiorno tende a diminuire sempre più, presentando  sfide sempre più complesse per gli operatori di rete.

Gli operatori di rete bilanciano costantemente la produzione di elettricità con la domanda di elettricità in una regione geografica.

La domanda raggiunge il livello più basso durante la notte, quando la maggior parte dei consumatori dorme e molte attività commerciali sono chiuse. La domanda inizia ad aumentare al mattino quando le persone si svegliano e le attività iniziano ad aprire. La domanda rimane elevata durante il giorno, aumenta leggermente la sera, quando le persone tornano a casa dal lavoro e il consumo di elettricità nelle abitazioni aumenta, per poi diminuire nuovamente a tarda sera.

A differenza delle centrali elettriche convenzionali (ad esempio, centrali nucleari, a carbone e a gas naturale), le risorse solari ed eoliche non possono essere completamente distribuite a piacimento per contribuire a soddisfare la domanda e le società atte alla gestione della rete potrebbero essere costrette a ridurle per proteggere le operazioni di rete.  L'energia solare viene generata solo durante le ore diurne, con il suo picco a mezzogiorno, quando il sole è più forte, e il suo calo al tramonto. Man mano che aumenta la capacità di produzione solare, le centrali elettriche convenzionali vengono utilizzate meno spesso durante le ore centrali della giornata e la curva dell’anatra si delinea sempre più.

La duck chart presenta due sfide legate alla crescente adozione dell’energia solare, la prima sfida è lo stress della rete, stress causato dall’oscillazione estrema della domanda di elettricità da parte delle centrali elettriche convenzionali da mezzogiorno a tarda sera, quando la domanda di energia è ancora elevata ma la produzione solare è in calo, significa che le centrali elettriche convenzionali (come quelle alimentate a gas naturale) devono aumentare rapidamente la produzione di elettricità per soddisfare la domanda dei consumatori. Questa rapida accelerazione rende più difficile per gli operatori di rete far corrispondere l’offerta di rete (l’energia che stanno generando) con la domanda di rete in tempo reale. Inoltre, se viene prodotta più energia solare di quella che la rete può utilizzare, gli operatori potrebbero essere costretti a ridurre l’energia solare per prevenire la sovragenerazione.

L’altra sfida è economica: La dinamica della "curva della papera" può mettere in discussione l’economia tradizionale delle centrali elettriche dispacciabili, perché i fattori che contribuiscono alla curva riducono la quantità di tempo di funzionamento di una centrale elettrica convenzionale, diminuisce il fattore di utilizzazione, con conseguente riduzione dei ricavi economici. 

Se i ricavi ridotti rendono antieconomico il mantenimento degli impianti, gli impianti potrebbero chiudere senza una sostituzione dispacciabile. 

Una minore elettricità dispacciabile rende più difficile per i gestori della rete bilanciare l’offerta e la domanda di elettricità in un sistema con ampie oscillazioni della domanda netta.

La "curva della papera", tuttavia, ha creato opportunità per lo stoccaggio di energia.

L’implementazione su larga scala di sistemi di accumulo dell’energia, come le batterie, consente di immagazzinare parte dell’energia solare generata durante il giorno e di conservarla per le ore dopo il tramonto. Immagazzinare parte della generazione solare di mezzogiorno appiattisce la curva dell'anatra, mentre l'invio della generazione solare immagazzinata la sera accorcia il collo dell'anatra. In California si stanno rapidamente costruendo sistemi di stoccaggio delle batterie; è cresciuto da 0,2 gigawatt (GW) nel 2018 a 4,9 GW nell'aprile 2023. Gli operatori prevedono di costruire altri 4,5 GW di capacità di stoccaggio delle batterie nello stato entro la fine dell'anno, secondo la EIA la curva dell’anatra non è più un' unicità Californiana. Si sta verificando sempre più in altre parti degli US e in tutto il mondo, in luoghi in cui la quota di produzione solare è in aumento rispetto alla generazione da fonti convenzionali. 

Inoltre, negli Stati Uniti sta diventando visibile una duck chart a livello nazionale.