Smart grids, le reti elettriche del futuro

smart.jpgDopo la notizia della della premiazione dell’enel da parte dello “spiegel”, per la sua smart grids, sento il dovere di darvi qualche spiegazione in più su queste nuove reti di distribuzione.

Di seguito riporto un brano tratto dalla mia pubblicazione “Energie rinnovabili, città, architettura. Il futuro nella pianificazione”, dove spiego il funzionamento di queste nuove reti.

smart.jpgSmart-Grids, le reti intelligenti

Le reti di distribuzione del futuro saranno sempre più impiegate per soddisfare i bisogni d’energia dei consumatori. Queste saranno sempre più flessibili, economiche ed affidabili, inoltre permetteranno di usufruire dei benefici dati dalla liberalizzazione.

Una moderna “smart-grids” sarà una rete capace di gestire il surplus d’energia di una data zona e indirizzarlo verso le aree che ne hanno carenza, tutto questo in modo dinamico ed in tempo reale.

Si tratta insomma di applicare le funzioni di una rete informatica come quella d’internet o meglio dei programmi peer to peer ad una rete di distribuzione elettrica.

Una rete interattiva intelligente è costituita da una cosiddetta minigrid che consente a chiunque, dai titolari d’utenze domestiche alle piccole e medie imprese, fino alle aziende di più grandi dimensioni, di produrre localmente energia rinnovabile e di utilizzarla per le proprie esigenze al di fuori della rete d’erogazione elettrica.

Nello stesso tempo, grazie ai nuovi contatori intelligenti, il flusso d’elettricità può avvenire in modo bidirezionale, ossia i produttori locali potranno, seguendo i loro bisogni d’energia, attingere corrente elettrica dalla rete principale o rivendere l’energia auto prodotta all’ente erogatore.

reti.jpg

La ‘smart grid technology’, o tecnologia di rete intelligente, è basata su l’utilizzo di sensori chip e centraline elettroniche che mettono in collegamento tutte le utenze elettriche, il software di gestione della rete consente in ogni istante di disporre dei dati d’energia prodotta ed utilizzata in qualsiasi punto della rete, inoltre gestisce la capacità d’interconnessione della rete per orientare e dirigere i flussi energetici a seconda dei momenti di maggiore o minore consumo. La caratteristica principale delle smart-grids sarà quella di coordinare e gestire le migliaia d’accessi alla rete, siano questi per la sola richiesta, per la sola produzione o per entrambi i servizi.

In una rete elettrica si possono individuare tre segmenti: generazione, distribuzione dal punto di generazione a punto di utilizzo ed impiego finale.

Le future reti dovranno essere sempre più dinamiche, sicure, affidabili ed inoltre dovranno avere un minimo impatto ambientale. Riassumendo, i fattori chiavi che indicano come funziona una smart grid sono:

 

Affidabilità

Sicurezza

Economicità

Attacchi informatici

Sicurezza ambientale

Efficienza

 

Una rete con tutte queste particolarità, potrà provvedere al fabbisogno delle utenze, sarà in grado di tollerare i disturbi della rete senza avere cadute di potenza o possibili blackout, sarà in grado di avvisare per tempo eventuali problemi in modo che siano possibili operazioni di correzione tempestive, queste reti inoltre saranno meno vulnerabili e in grado di affrontare disastri naturali, le smart-grids oltre ad essere efficienti devono essere anche sicure, devono essere progettate per essere inattaccabili da pirati informatici che negli ultimi anni hanno creato gravi danni alle reti informatiche.

Per poter arrivare ad ottenere questi risultati le smart-grids devono riuscire a garantire le seguenti prestazioni:

 

Risposta d’emergenza

Operazioni di routine

Ripristino

 

Inoltre le nuove reti devono essere pensate in modo che, in futuro, siano integrabili con le nuove tecnologie come l’idrogeno o i bio combustibili.

In una rete intelligente gli operatori sono in grado di comprendere in ogni momento lo stato di salute di tutta la rete nella sua globalità, provvedendo così ad operazioni di controllo e di ripristino più mirate e più tempestive. In una rete di tipo classico possono occorrere giorni prima che il punto del guasto sia individuato e riparato, una rete moderna invece deve poter riprendere la sua piena operatività in tempi decisamente più rapidi e con minori costi.

 

Le caratteristiche principali che caratterizzano la Smart Grid sono:

 

Analisi di rete

Ruolo attivo del consumatore

Ottimizzazione dei costi

Applicazione di diverse opzioni di generazione energetica.

 

Le nuove smart-grids saranno in grado di testare in ogni momento le loro varie sezioni, in modo da garantire affidabilità, sicurezza e costanza di potenza. L’elemento principale di queste nuove reti sarà il contatore elettronico, strumento che permetterà di mettere in contatto le utenze e scambiare informazioni in tempo reale. L’Italia ha il record mondiale con 30 milioni di contatori elettronici installati da ENEL sul territorio, con questi dispositivi l’utente diventerà parte della rete e il gestore potrà modulare l’offerta d’energia a seconda della reale richiesta, ottimizzando così i costi di produzione d’energia e quelli per la gestione della rete.

La gran parte dell’elettricità oggigiorno proviene da impianti centralizzati, una rete moderna deve invece accogliere tutte le opzioni energetiche possibili: combustibili più puliti e con maggiori efficienze e nuove tecnologie. Tra queste le turbine a ciclo combinato, nucleare, carbone più pulito ma soprattutto le fonti d’energia rinnovabili e i sistemi che uniscono produzione di potenza e calore (CHP). Infine, grande importanza riveste lo stoccaggio dell’energia. Attualmente in Europa il leader della generazione decentralizzata d’energia elettrica é la Danimarca dove circa il 50% dell’energia é prodotto da fonti rinnovabili.

L’Italia, in Europa, è al quarto posto, con il 15% dell’elettricità prodotta da fonti rinnovabili.

Per soddisfare tutte le richieste alla rete sono necessarie tecnologie innovative. Si possono individuare cinque aree tecnologiche chiave.

Misure e sensori

Componentistica

Metodi di controllo

Potenziamento dell’interfaccia

Comunicazioni integrate

Con i sensori e le varie misurazioni si riescono a valutare la salute e l’integrità della grid, permettendo una ‘diagnosi’ in temporale. La componentistica gioca un ruolo fondamentale, la prossima generazione di questi componenti elettronici applicherà le tecnologie più avanzate nel campo dei materiali, superconduttività, stoccaggio d’energia, microelettronica e nanotecnologie. I superconduttori ad alta temperatura permettono di trasportare grandi quantità d’energia con minime perdite e minime cadute di tensione anche sulle lunghe distanze, questo si traduce, sia in una maggiore efficienza ed affidabilità del sistema elettrico, sia in un notevole risparmio d’energia.

La smart-grids sarà una mega infrastruttura dinamica e interattiva in grado di scambiare energia ed informazioni in tempo reale, che metterà in comunicazione edifici dotati di sistemi innovativi che permettono di interagire con la rete stessa (Plug and Play).

Un’organizzazione della rete di questo tipo porterebbe, secondo gli studi e le ricerche effettuate da varie università, ad un risparmio immediato del 30% d’energia, questo risparmio è dovuto proprio ad una perdita minore d’energia lungo il percorso ed un migliore uso della stessa.

Le future smart grids saranno costituite da un insieme di “cellule”, anch’esse formate da reti locali, che si scambiano energia tra loro. Queste “cellule” si uniranno prima a livello nazionale, poi a livello europeo ed infine a livello mondiale formando un unico insieme energetico interattivo, dove l’uso sistematico e programmato dell’energia porterà grandi risparmi ed immensi benefici per l’ambiente.

 

 

Smart grids, le reti elettriche del futuroultima modifica: 2009-12-16T12:19:00+01:00da piero_aloia
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