Smart Grid

Negli ultimi anni si è registrato un elevato e crescente inquinamento atmosferico, dovuto in gran parte all’utilizzo dei combustibili fossili per la produzione di energia elettrica: questo ha fatto sì che si verificassero grossi investimenti per la ricerca di nuove fonti di energia, rinnovabili e non inquinanti o termo-alteranti, denominate poi FER (Fonti Energetici Rinnovabili).

La comunità mondiale ha adottato diverse azioni, la prima delle quali è rappresentata dal Protocollo di Kyoto (sottoscritto nella città giapponese di Kyoto l’11 dicembre 1997 ed entrato in vigore il 16 febbraio 2005 ), nel quale i 180 paesi partecipanti si impegnarono a ridurre le emissioni dei cosiddetti gas serra.

In Europa, una delle strategie più importanti adottate dalla comunità europea è il Pacchetto clima 20/20/20, un piano che obbliga tutti i paesi aderenti al raggiungimento di determinati obiettivi. In particolare, entro il 2020, considerando il 1990 come anno zero:

  • La riduzione delle emissioni di CO2 del 20%;
  • L’aumento del 20% dell’efficienza energetica del 20%;
  • L’aumento del 20% di produzione di energia da fonti rinnovabili.

Le azioni sopra descritte hanno effettivamente provocato un massiccio sviluppo delle FER e quindi di impianti di Generazione Distribuita (GD) nelle reti di distribuzione in media e bassa tensione (MT-BT): questo ha però introdotto delle problematiche riguardanti il controllo, regolazione, protezione e automazione delle reti.

In particolare si è passati da una rete elettrica passiva e monodirezionale ad una attiva a flusso bidirezionale, caratterizzata da temporanee risalite di energia dalla bassa/media tensione verso la alta; questo ha comportato perdite di selettività delle protezioni, problemi di “isola indesiderata” e sovracaricabilità della rete elettrica nazionale (rischio del superamento del limite termico e del limite superiore di tensione).

Per risolvere i problemi introdotti dall’elevata penetrazione della GD, le strade percorribili sono essenzialmente due:

  • Un approccio “muscolare”, che prevede ingenti investimenti per la costruzione di nuove linee elettriche;
  • Un approccio “intelligente” che prevede l’ottimizzazione dell’utilizzo delle reti elettriche esistenti, rimandando o dilazionando gli investimenti sulla rete elettrica.

Lo sviluppo delle Smart Grid segue essenzialmente il secondo approccio: tramite questo nuovo concetto di rete elettrica, vengono introdotte nuove modalità di gestione, controllo e protezione della stessa per garantire una migliore capacità di integrazione di grandi quantità di GD, migliorando il livello di sicurezza e affidabilità dell’intero sistema, implementando procedure per il controllo del carico e il coinvolgimento attivo dei clienti finali.

Negli ultimi anni, per favorire lo sviluppo delle Smart Grid sono stati realizzati diversi progetti pilota indetti dalla comunità Europea e dal Governo Italiano. In particolare, in ambito Europeo sono stati sviluppati il progetto ADVANCED, il progetto ADDRESS, il progetto EDEMA e il progetto Grid for EU (Grid4EU), mentre in ambito nazionale sono stati intrapresi i progetti Programma Operativo Interregionale (POI) “Energie rinnovabili ed efficienza energetica 2007-2013”(in particolare il sotto-progetto POI – P3 “Regolazione evolutiva della tensione”) e altri progetti finanziati dall’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEGSi).

Per poter favorire lo sviluppo delle Smart Grid, l’AEEGSi ha costituito la delibera ARG/elt 39/10 con la quale ha offerto degli incentivi per progetti pilota nell’ambito delle reti intelligenti.

Alcune delle imprese di distribuzione di energia elettrica hanno presentato (a fine 2010) dei progetti: quelli giudicati idonei sono stati ammessi al trattamento incentivante dell’Autorità.

Per usufruire del trattamento incentivante i progetti pilota dovevano soddisfare alcuni requisiti fondamentali, di seguito elencati:

  • Rappresentare una dimostrazione in campo su reti di distribuzione MT in esercizio;
  • Interessare una porzione di rete MT attiva, con inversione dei flussi per almeno l’1% dell’anno;
  • Prevedere un sistema di controllo/regolazione della tensione della rete e un sistema di registrazione automatica degli indicatori rilevanti;
  • Utilizzare protocolli di comunicazione non proprietari;
  • Garantire il rispetto delle normative vigenti circa la qualità del servizio.

Inoltre, le iniziative proposte dai distributori potevano rispondere anche ai seguenti requisiti facoltativi:

  • Includere una o più cabine primarie;
  • Prevedere il coinvolgimento degli utenti attivi della rete considerata;
  • Includere la modifica delle protezioni di rete e l’automazione degli attuatori alle interfacce con le utenze attive;
  • Prevedere un sistema di acquisizione e controllo per la valutazione dinamica dei flussi energetici sulla rete;
  • Prevedere un sistema di comunicazione bidirezionale con i clienti finali per la sperimentazione di modalità di demand response attraverso segnali di prezzo;
  • Prevedere un sistema di storage.

Lo studio intrapreso si colloca in un ambito molto più vasto, quello del panorama energetico, in continua evoluzione e di importanza sempre maggiore in un mondo colpito dalla crisi, dove però il settore delle energie rinnovabili resta ancora uno dei campi più attraenti.

Prendendo come punto di riferimento il nostro Paese, questo settore ed il suo conseguente sviluppo mirato all’efficienza energetica ed alla diffusione delle fonti rinnovabili, è ancor più sentito a causa della scarsa disponibilità di risorse tradizionali per la produzione di energia elettrica.

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