Smart grid: nuovi modelli di diffusione dell'energia

Attualmente la produzione dell’energia elettrica si basa su un modello che possiamo definire centralizzato, basato su poche e grandi centrali di produzione, il più delle volte da combustibili fossili, con una distribuzione su grosse linee di territorio.
Oggi però si sta lavorando ad un diverso modello, generazione diffusa e reti intelligenti. Che, soprattutto in funzione dell’utilizzo delle rinnovabili che sono tipicamente discontinue, offre significative opportunità.
IL MODELLO TRADIZIONALE DI DISTRIBUZIONE
Oggi poche e grandi centrali governano la produzione elettrica, principalmente da fonti fossili e in misura minore, a seconda dei paesi, da nucleare o rinnovabile. L’elettricità prodotta viene immessa in grandi dorsali ad alta tensione e la tensione necessita poi di essere progressivamente abbassata verso l’utente finale in quanto generalmente i carichi elettrici delle utenze industriali e quelli delle utenze domestiche lavorano rispettivamente a media e bassa tensione, cui si aggiungono anche motivi di sicurezza. Si tratta quindi di una struttura scarsamente flessibile, in cui il flusso di elettricità viaggia in maniera unidirezionale, dal luogo di produzione a quello di consumo. Qui opera il cosiddetto “dispacciamento”: è il servizio che copre in ogni istante l’equilibrio tra la domanda e l’offerta di energia elettrica. Ciò si rende necessario perché l’energia elettrica non può essere immagazzinata e quindi necessita di un sistema di monitoraggio che dica quanta energia va prodotta istante per istante, con continuità e sicurezza per il territorio. E’ anche una struttura costosa. Le grosse dorsali ad alta tensione hanno grossi costi di costruzionee manutenzione, che il consumatore si ritrova in bolletta e inoltre sono perse per strada circa il 6-7 %dell’elettricità trasportata, ma in certi casi si può arrivare anche al 30%. E con l’avvento delle rinnovabili questa rigidità diventa sempre più un reale ostacolo.
IL MODELLO DI GENERAZIONE DIFFUSA
Il nuovo modello prevede una generazione basata non più ( o non solo) su grandi centrali collegate a reti estese di tralicci, bensì su unità produttive (campi eolici, fotovoltaici, centrali a biomasse, cogeneratori) per di più di modesta dimensione, distribuite omogeneamente sul territorio e collegate direttamente alle utenze o comunque a reti a basso voltaggio. Uno dei vantaggi della generazione distribuita consiste nella minore lunghezza delle reti di distribuzione dell’elettricità, per “nodi”. Ma non è l’unico. Infatti con questa impostazione la rete, opportunamente progettata e gestita, è in grado di rispondere tempestivamente alla richiesta di maggiore o minore consumo di uno o più utenti e rendendo immediata e ottimale la gestione come un vero e proprio organismo intelligente. E’ la cosiddetta smart grid. Perseguire questo risultato è complesso ma sta si sta raggiungendo per gradi. E’ ovvio che si raggiunge con questa impostazione la maggiore efficienza per l’utilizzo di fonti rinnovabili che sono tipicamente discontinue. Al momento con la rete centralizzata, il massimo che si può fare è distinguere le ore di maggior richiesta dalle ore di minore consumo facendo pagare un costo superiore a chi utilizza l’energia nelle ore di punta attraverso il meccanismo delle fasce orarie e dando contemporaneamente un incentivo maggiore a chi produce nelle medesime ore. Una smart grid può invece effettuare la distribuzione dell’energia per rispondere a diverse esigenze tecniche. La rete può soprattutto in modo ottimale bilanciare domanda e offerta di sinergia (dispacciamento), fondamentale, appunto, per le rinnovabili. In realtà la smart grid non è una singola rete, ma un insieme di reti, che hanno il compito di mettere in contatto diverse strutture dei produttori di energia (che attualmente si connettono manualmente alla rete nazionale e si organizzano automaticamente) su vari livelli e con una coordinazione automatica. La smart grid aumenta la connettività, l’automazione e la coordinazione tra produzione e consumo. 

Autore: Livio De Santoli
Pubblicato su Modulo 382/2013

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