La proposta di una centrale di comunicazione tra le tre reti elettriche indipendenti che si estendono lungo gli Stati Uniti potrebbe indubbiamente favorire la diffusione delle energie rinnovabili. Il progetto, denominato Tres Amigas Superstation, si avvarrebbe di «tubazioni» superconduttrici e stazioni di conversione per connettere tre reti elettriche: l’interconnessione Occidentale, quella Orientale e quella del Texas. Le connessioni tra reti sono limitate in quanto le reti non sono sincronizzate, pertanto la tensione elettrica risulta differente. Per poter convertire la tensione AC in tensione DC e poi nuovamente in tensione AC nel corretto ordine e spostare così l’energia da una rete all’altra sono necessarie stazioni speciali.
Attualmente solo l’1 per cento dell’elettricità generata negli Stati Uniti può essere trasferita da una rete all’altra e non vi è alcuna connessione diretta tra la rete del Texas e quella Occidentale. Inizialmente la centrale Tres Amigas, che connetterà per la prima volta le tre reti in un unico luogo, raddoppierà la capacità di trasferimento dell’energia, fornendo una capacità di cinque gigawatt. Si prevede però che la centrale sarà in grado di trasferire sino a 30 gigawatt di energia.
La centrale «risolverà una serie di problemi» legati alle energie rinnovabili, sostiene Phil Harris, amministratore delegato di Tres Amigas, un’azienda con sede a Santa Fe, nel Nuovo Messico. Anzitutto, contribuirà alla soluzione di un problema chiave delle energie rinnovabili: la loro intermittenza. Siccome i venti vanno e vengono e le nuvole oscurano il cielo di tanto in tanto, l’energia eolica e l’energia solare possono destabilizzare la rete elettrica.
Un sistema per compensare questo problema è fare in modo che a nessuna fonte di energia rinnovabile venga assegnato un carico esagerato nel sistema energetico complessivo, affinché altre fonti possano facilmente essere inserite quando si verifica un calo di potenza.
Secondo Steven Eckroad, responsabile di progetto presso l’Electric Power Research Institute (EPRI) di Palo Alto, in California, che sta conducendo studi sul potenziale dei superconduttori per la trasmissione di energia su lunghe distanze, il progetto potrebbe costituire un valido terreno di prova per linee superconduttrici di trasmissione diretta della corrente. Una simile rete consentirebbe la trasmissione dell’energia eolica raccolta nelle regioni Centroccidentali verso le regioni del Sud che dispongono di minori risorse rinnovabili.
La connessione delle reti richiede la condivisione di un sito geograficamente vicino a tutte a tre. Nel caso della centrale Tres Amigas il luogo ideale è un’area di 60 chilometri quadrati situata nei pressi di Clovis, nel Nuovo Messico. Come per le connessioni convenzionali tra reti, il sistema converte l’energia AC in energia DC. Ma a differenza delle tradizionali connessioni a due vie, a Tres Amigas la corrente DC verrà fatta correre lungo cavi superconduttori che formano una conduttura triangolare. All’occorrenza, ciascuna delle tre reti può prelevare energia da questa rete.
Oltre a connettere le tre reti elettriche, Tres Amigas servirà a collaudare il tipo di linee superconduttrici DC e di convertitori AC-DC che potrebbero essere adoperati per delle linee di trasmissione ad alta energia e a lunga distanza, ovvero il sistema di connessioni superconduttrici che è stato studiato presso l’EPRI. Un simile sistema sarebbe più semplice da collocare rispetto alle tradizionali linee di trasmissione. I cavi superconduttori possono essere sotterrati lungo linee direttrici già esistenti, quali le autostrade. Le trattative con i proprietari terrieri per i permessi di transito con grandi linee elettriche sospese costituiscono uno dei principali ostacoli allo sviluppo di un sistema di distribuzione dell’energia eolica proveniente dalle regioni Centroccidentali. Le linee di trasmissione superconduttrici potrebbero essere più semplici da integrare alla rete esistente, poiché la quantità di energia convertita da DC ad AC da parte delle centrali locali potrebbe essere controllata con precisione.
Secondo le analisi dell’EPRI, se il sistema fosse concepito al fine di trasmettere grandi quantità di energia (oltre i 5 gigawatt) lungo grandi distanze (intorno alle 1.000 miglia), una linea superconduttrice potrebbe costare quanto una linea tradizionale. Questo è dovuto in parte al fatto che il costo della refrigerazione delle linee superconduttrici (per mantenere le loro proprietà superconduttrici) diventa marginale in rapporto al costo complessivo del sistema. Inoltre, sulle lunghe distanze diventa rilevante l’efficienza dei sistemi superconduttori perchè, a parità di distanza, le linee tradizionali perdono quasi la metà della stessa quantità di energia.
Eckroad afferma però che le aziende elettriche non hanno familiarità con questo tipo di tecnologia. Ciò potrebbe significare una riluttanza generale a farne un uso sufficientemente esteso da renderle competitive dal punto di vista del costo. Il progetto Tres Amigas potrebbe costituire una importante dimostrazione della efficacia di questa tecnologia.
Se tutto andrà per il meglio, il sistema iniziale da cinque gigawatt potrebbe essere ultimato entro la fine del 2014.