Come gestire le fonti rinnovabili

Panoramica sulla tecnologia

di Dave Levitan 

La creazione di reti elettriche intelligenti richiede nuove tecnologie lungo l’intera catena di generazione, distribuzione e consumo di elettricità. Questi sistemi permetteranno agli operatori di controllare con precisione il flusso di elettricità in rete momento per momento e di garantirne una trasmissione costante e rapida.

L’elemento chiave delle reti intelligenti è la comunicazione. Grazie ai protocolli basati su Internet si possono già scambiare velocemente le informazioni tra diverse postazioni. La comunicazione immediata è cruciale per una delle nuove tecnologie di maggiore peso: i dispositivi che misurano, molte volte al secondo, la forma d’onda della corrente alternata che scorre attraverso la linea. I cambiamenti della forma d’onda possono indicare agli operatori eventuali problemi alla rete. Questa informazione viene trasmessa alle unità di controllo centralizzate e successivamente alle aziende. La tecnologia rappresenta un passo in avanti sostanziale rispetto al sistema tradizionale, in cui spesso un’azienda non è consapevole dei problemi nelle linee di trasmissione fino a quando un cliente non protesta per la mancanza di corrente.

Il controllo della rete è stato migliorato anche dai nuovi centri potenziati di supervisione e di acquisizione dati. Questi centri si sono finora affidati alla rete telefonica per comunicare con le sottostazioni, ma i sistemi più recenti utilizzano reti Ethernet o altre tecnologie avanzate. L’informazione raccolta su una rete di trasmissione locale permette di risolvere i problemi – una linea elettrica abbattuta o uno sciopero a sorpresa – in qualche frazione di secondo.

La capacità di controllare il flusso di elettricità in tempo quasi reale è essenziale nel caso di fonti energetiche incostanti, come il solare e l’eolico, che garantiscano una quota significativa di elettricità. Senza controllo, un’improvvisa variazione della produzione di energia proveniente, per esempio, da una fattoria eolica, potrebbe destabilizzare la rete. A oggi, le reti sono in grado di assorbire simili fluttuazioni perché il sistema eolico è responsabile solo di una modesta percentuale di energia, circa il 2 per cento dell’elettricità generata negli Stati Uniti. Ma, se l’energia eolica espanderà significativamente la sua percentuale di produzione elettrica, i sistemi di controllo della rete dovranno essere di livello superiore.

Oltre alle tecnologie di stoccaggio dell’energia su larga scala, le fonti rinnovabili potrebbero trovare un nuovo alleato nei sistemi flessibili di trasmissione di corrente alternata o FACTS (Flexible AC Transmission Systems). In genere questi sistemi adottano componenti a semiconduttore appositamente ideate per la gestione dell’alta tensione e della corrente in modo da mantenere stabile il flusso di energia. I FACTS si possono aggiungere alle sottostazioni o montare come unità indipendenti dove un’installazione solare o eolica si connette alla rete.