Smart Grid: per un futuro energetico sostenibile

Un articolo per scoprire le reti intelligenti

Uno dei problemi più comuni tra i paesi del mondo è l’implementazione dell’uso di fonti rinnovabili all’interno dei loro sistemi elettrici. Infatti, per incrementare l’utilizzo di energia pulita è indispensabile l’ammodernamento delle reti elettriche in ottica smart grid.

Le smart grid insieme al capacity market sono considerate una novità nel mondo dell’energia elettrica. Infatti, grazie a queste nuove tecnologie, è possibile distribuire l’energia in modo intelligente e decentralizzato.

In questo articolo approfondiamo il concetto di smart grid e come queste sono fondamentali per lo sviluppo sostenibile europeo e mondiale.

Smart grid: cosa sono?

La definizione di smart grid, dall’inglese rete intelligente, è stata coniata per la prima volta nel 2007 dall’ Energy Independence and Security Act approvato dagli Stati Uniti nello stesso anno.

Per smart grid si intende un insieme di reti di informazione e di distribuzione energetica in grado di integrare le azioni di tutti gli utenti collegati in modo da restituire forniture elettriche sostenibili, economiche e sicure.

Negli ultimi anni, con il boom delle rinnovabili (soprattutto energia solare e eolica), le reti intelligenti sono diventate un’ottima soluzione su cui investire, dato che il loro scopo principale è quello di ottimizzare la distribuzione dell’energia elettrica, de-centralizzando le centrali di produzione dell’energia. Grazie alle smart grid l’utente non ha più il ruolo passivo da consumatore, ma svolge un'azione più attiva, essendo capace di produrre energia elettrica e condividerla con altri utenti.

A cosa serve la smart grid

Le reti intelligenti nascono come evoluzione del sistema elettrico tradizionale e il loro scopo è quello di sostenere lo sviluppo delle rinnovabili e raggiungere gli obiettivi imposti dalla sfida energetica europea e dalla conseguente transizione energetica.

Inoltre, le reti intelligenti costituiscono una necessità determinata dallo sviluppo della produzione energetica su base periferica della rete. La produzione di energie rinnovabili richiede già un aggiornamento della rete attuale e le smart grid sono nate proprio per gestire al meglio questa e altre sfide, come ad esempio quella per cui l’utente finale avrà un ruolo più centrale e attivo, diventando prosumer.

I benefici della smart grid

L'adozione di reti intelligenti comporta diversi vantaggi, tra cui:

• Assicurare l'integrazione della generazione distribuita
• Garantire l’energia necessaria ai nuovi usi elettrici finali
• Contribuire alla riduzione dei tempi di interruzione elettrica
• Migliorare la continuità del servizio elettrico
• Accettare energia da qualsiasi fonte, sia essa rinnovabile e non

Tutti questi vantaggi sono resi possibili grazie alla tecnologia. Le reti intelligenti sono caratterizzate da funzioni di riconfigurazione automatica e ottimale della rete e si adattano velocemente alla topologia della stessa.

Inoltre, le reti intelligenti consentono di migliorare la sicurezza del sistema grazie a una gestione più efficace e puntuale delle risorse connesse alla rete, permettendo di aumentare la quantità di generazione distribuita connessa alla rete senza compromettere la qualità della fornitura.

Le caratteristiche tecnologiche della smart grid

Prima di vedere le caratteristiche tecniche delle smart grid è importante capire il funzionamento della trasmissione elettrica tradizionale. Questa è il passaggio di elettricità che avviene della centrale di produzione ai fornitori e infine agli utenti finali. Questo passaggio è reso possibile grazie a una rete di trasmissione a grande distanza e ad alta tensione. La distribuzione, invece, viene attuata dalle linee a media e bassa tensione.

A questo punto, in cosa si differenziano le smart grid?

A differenza della rete tradizionale, le smart grid prevedono la presenza di sistemi di generazione distribuita. Questi sono sistemi di produzione di elettricità da fonti rinnovabili mediante un’unità di piccola produzione allacciati direttamente alla rete elettrica di distribuzione.

Ma veniamo alle capacità tecniche.

Siccome le fonti rinnovabili non sono programmabili, gestire sistemi di generazione distribuita di energia comporta un'intelligenza in grado di gestire il sistema elettrico complessivo così da coordinare a livello locale eventuali surplus di energia che possono essere distribuiti in aree vicine.

Inoltre, le reti intelligenti vantano la gestione bidirezionale dell’energia. Cosa significa? Semplicemente che possono ricevere e immettere energia qualora questa fosse in eccesso. Per far ciò, le smart grid sono caratterizzate da dispositivi intelligenti che permettono uno scambio continuo di informazioni tra i nodi, così da ridurre gli sprechi.

Le differenze principali tra smart grid e rete tradizionale

Due sono gli aspetti che permettono a una rete intelligente di distinguersi da una rete tradizionale:

• Il suo funzionamento bidirezionale
• L’abbinamento a dispositivi intelligenti

Inoltre, grazie alle smart grid è possibile:

• Fare uso di fonti rinnovabili non programmabili
• Avere una generazione di energia distribuita
• Cambiare l’attività dell’utente che non è più visto solo come consumatore ma come prosumer

L’immagine seguente sintetizza le principali differenze tra smart grid e rete tradizionale.

I componenti delle smart grid

Le reti intelligenti utilizzano i sistemi di gestione di energia elettrica intelligenti che applicano comunicazioni bidirezionali per incrementare efficienza, affidabilità e sicurezza della fornitura di energia. Diverse tecnologie vengono utilizzate per il corretto funzionamento della rete ottimizzata e intelligente, tra cui:

• Comunicazioni integrate
• Sensori e misurazione
• Componenti avanzate
• Metodi di controllo avanzati
• Interfacce migliorate e supporto decisionale

Vediamoli nel dettaglio!

Comunicazioni integrate

Per realizzare una smart grid è necessaria una piattaforma per le comunicazioni integrate che consenta il collegamento dei componenti a un’architettura aperta per scambio di informazioni in real-time, per il controllo e lo scambio di dati in modo da massimizzare l’efficienza del sistema. Grazie alla comunicazione integrata le informazioni possono essere trasferite velocemente tra le stazioni di trasmissione e il centro di controllo del sistema. La comunicazione integrata consente di integrare tutte le tecnologie assieme.

Sensori e manutenzione

Per gestire al meglio le reti intelligenti sono necessarie tecnologie avanzate di monitoring di dati e stato dei dispositivi. Inoltre, questi device aiutano i consumatori a migliorare l’utilizzo di energia elettrica fornendo loro informazioni utili sull’utilizzo e produzione dell’energia in tempo reale.

Componenti avanzati

Questi componenti sono fondamentali nel determinare il comportamento elettrico della rete. Possono essere utilizzati singolarmente o essere connessi tra loro per creare sistemi più complessi.

Metodi di controllo avanzato

Le tecnologie che permettono il controllo avanzato sono dei device e algoritmi che consentono una rapida diagnosi e analisi delle reti intelligenti. Ove è necessario, verranno implementate misure correttive per ridurre i gap di corrente e aumentare l’efficienza.

Interfacce e sistemi che supportano decisioni

Rientrano in questa categoria alcune tecnologie composte da device che supportano il processo decisionale umano e trasformano gli operatori e i gestori di rete in esperti in grado di amministrare le smart grid. Lo scopo di queste tecnologie è quello di ridurre le complessità, rendendo le informazioni più comprensibili.

Noi di Otovo abbiamo a cuore il tema della sostenibilità e crediamo che le smart grid siano un’ottima soluzione per introdurre le energie rinnovabili nel sistema energetico. Questo sarebbe vantaggioso non solo in termini economici ma anche sostenibili, con la possibilità di ridurre gli effetti della crisi energetica.

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