Energia eolica e solare su reti elettriche moderne consentono di elettrificare sempre di più l’economia. Il successo di questa fase dipende dagli investimenti nelle infrastrutture su cui si basa. Da qui parte “Building a grid for the age of power”, la guida pubblicata dal think tank Ember. La guida descrive come funziona una rete moderna e propone 17 soluzioni per adeguarla, confrontate per costi e tempi di realizzazione. Il lavoro nasce da interviste con esperti e operatori del settore e dalle analisi del team di Ember.
Oggi l’elettricità non viaggia più in una sola direzione. Grazie a fotovoltaico e accumuli, case e imprese non solo prelevano energia dalla rete, ma la immettono. Il sistema è meno dipendente da pochi grandi impianti di generazione e la digitalizzazione lo rende più resiliente. Batterie, ricarica dei veicoli elettrici e sistemi flessibili di riscaldamento e raffrescamento spostano i consumi verso le ore in cui l’energia è più abbondante ed economica, con effetti positivi sul costo dell’energia.
Le soluzioni sono divise in tre linee d’intervento. La prima punta a ottimizzare la rete esistente per sfruttarne al meglio la capacità. La seconda riguarda il rafforzamento e l’ammodernamento delle infrastrutture già in esercizio. La terza prevede la collocazione di nuove linee e sottostazioni laddove servono maggiormente, per collegare nuova generazione e nuova domanda.
L’ottimizzazione comprende le tecnologie che aumentano la potenza trasportata sulle linee esistenti, come il dynamic line rating e il monitoraggio delle condizioni meteo. I dispositivi di controllo dei flussi spostano l’energia su percorsi alternativi ed evitano le congestioni. Sensori e analisi dei dati supportano la manutenzione predittiva di trasformatori e linee. L’intelligenza artificiale migliora le previsioni della produzione rinnovabile e della domanda. Smart meter, sistemi di telecontrollo (SCADA) e gestione avanzata della distribuzione forniscono dati in tempo reale per l’esercizio della rete.
Molte soluzioni riguardano la flessibilità. Demand response, virtual power plant, ricarica gestita dei veicoli elettrici e vehicle-to-grid trasformano case e imprese in capacità flessibile. Limiti dinamici di immissione e inverter evoluti permettono alle famiglie di immettere più energia solare nelle reti locali in sicurezza. Gli accumuli a batteria, su scala di rete e di distribuzione, rendono la produzione eolica e solare disponibile con continuità. Sono inclusi anche gli interventi sugli impianti tradizionali per renderli più flessibili, con rampe più rapide e minimi tecnici più bassi.
Il rafforzamento comprende i conduttori avanzati, che aumentano la capacità di trasporto sugli stessi tracciati. Le sottostazioni esistenti si potenziano con trasformatori più capienti e apparecchiature digitali. Compensatori sincroni, compensatori statici (STATCOM) e inverter grid-forming, batterie incluse, mantengono stabile il sistema anche con meno centrali tradizionali in funzione. L’automazione della distribuzione e le microreti accelerano il ripristino del servizio dopo un guasto. Con la digitalizzazione cresce anche il bisogno di proteggere i sistemi di controllo con misure di cybersicurezza adeguate.
L’espansione prevede nuove sottostazioni, nuove linee aeree, cavi interrati e sottomarini e nuovi corridoi. I collegamenti in corrente continua ad alta tensione (HVDC) e le interconnessioni permettono di trasportare l’energia su lunghe distanze e tra Paesi. Le stime su costi e tempi sono comparative e indicative perché variano da Paese a Paese. Confrontare le soluzioni per costi e tempi aiuta comunque a capire su quali investire per prime.
Per maggiori informazioni leggi la guida di Ember.
