Smart Grid – Le nuove opportunità

Grid, Griglia

Cosa sono le Smart Grid?

La rete di distribuzione dell’energia elettrica è comunemente chiamata Grid (griglia), ed è una infrastruttura complessa composta da centrali di controllo e smistamento, tralicci, chilometri di elettrodotti, cavi interrati, sottomarini ed aerei in alta media e bassa tensione, per non dimenticare cabine e contatori, più vicini all’utente, che vengono conservati in ottimo stato dai gestori della rete elettrica affinché la corrente sia portata senza interruzioni di servizio fino al consumatore.

Rete Elettrica Nazionale - Mappa Limes 2006

Gestori di Rete effettuano costanti azioni di manutenzione e di verifica dell’efficienza su ogni elemento che costituisce la Griglia e si occupano direttamente anche degli adeguamenti tecnologici.
Tra i compiti dei gestori evidenziamo, in via primaria, la responsabilità sulla sicurezza dell’intero sistema, sensibile peraltro ad attacchi terroristici fisici ed informatici. Altre incombenze riguardano il limitare al minimo le dispersioni, la riduzione degli sbalzi di tensione che peggiorano la Power Quality e che talvolta determinano i black-out, distacchi forzati della rete che pongono il sistema in stato di protezione ma che sono estremamente dannosi per l’economia del Paese.

rete_di_distribuzione

L’avvento delle Smart Grid e la collaborazione con le energie rinnovabili

L’avvento delle energie rinnovabili ha reso necessario riprogettare ed adattare la rete di distribuzione dell’energia a nuovi modelli di funzionamento. Oggi, a seguito della liberalizzazione dell’energia, anche il consumatore domestico di corrente elettrica può esserne contemporaneamente produttore.

La nuove reti di distribuzione, che prendono il nome di Smart Grid, sono reti intelligenti che, oltre alle tradizionali tecnologie di trasporto dell’energia includono sistemi di comunicazione, di misurazione e controllo di natura digitale, che sanno riconoscere l’energia immessa in rete quando viene introdotta dal nuovo produttore decentrato di rinnovabili.
Le reti di vecchia generazione prevedevano, infatti, l’immissione di energia esclusivamente direzionata verso l’utente, le Smart-grid sanno invece gestire energie “dirette verso l’utente” ed energie “provenienti dall’utente mediante una organizzazione, come si dice in gergo, di tipo bi-direzionale.
Speciali smart-software sono inoltre in grado di analizzare i flussi di energia rinnovabile e di prevederne qualità e quantità attraverso l’analisi stimata delle previsioni del tempo che influiscono sulla produttività di impianti solari ed eolici.

Chiunque abbia installato negli scorsi anni un impianto fotovoltaico, beneficiando degli incentivi del Conto Energia, si è trovato a produrre energia e a venderla al Gestore dei Servizi Elettrici (GSE).
Per poter comprare e vendere energia al GSE, il nuovo produttore ha dovuto installare, oltre agli impianti, contatori elettronici innovativi attivati in funzione bi-direzionale, in grado di ricevere e di immettere contemporaneamente energia elettrica sulla griglia.

Per l’ammodernamento delle reti, i Gestori hanno già installato in Italia 32 milioni di contatori elettronici, coadiuvati da apparati che affiancano la tradizionale gestione dell’utenza con la raccolta puntuale di dati e di informazioni, scambiate in telegestione, che permettono il monitoraggio della corrente in transito, rendono i consumi trasparenti e consentono l’individuazione dei guasti in tempo reale.

Piano delle opere di Terna per gli anni 2012-2016

Piano delle opere di Terna per gli anni 2012-2016

Rinnovabili intermittenti, gestione dei flussi e costo dell’energia

La caratteristica peculiare delle energie rinnovabili è l’intermittenza, ciò sta a significare che le energie pulite prodotte da vento e sole non sono programmabili se non in modo stimato, poiché la produzione di corrente dipende per definizione dalla presenza di sole e di vento.
Tra le rinnovabili di tipo energetico che possono essere immesse in rete, citiamo anche le fonti termoelettrica ed idroelettrica, che non raggiungono facilmente l’utente domestico, se non in particolari casi, ad esempio di produzione geotermica, e che sono comunque più controllabili nell’intermittenza.

Escludendo per un attimo dal sistema i produttori decentrati di energia rinnovabile, vale la pena ricordare che i costi di acquisto dell’energia alla fonte sono influenzati dalle quantità giornaliere e dagli orari di acquisto, che avviene nella modalità di asta presso la Borsa dell’Energia Elettrica (IPEX Italian Power Exchange). Ogni area Geografica del Paese è soggetta ad una contrattazione su base zonale che include Nord, Centro Nord, Centro Sud, Sud, Sicilia e Sardegna.
Non è difficile comprendere che la produzione di energie rinnovabili condiziona i prezzi di acquisto presso IPEX, soprattutto nelle aree di maggior conversione energetica delle tecnologie rinnovabili, e quindi determinano sia un complessivo minore acquisto di energia, sia una sovrastima dell’energia obbligatoria, a protezione dell’intero sistema nazionale, alla quale l’Acquirente Unico deve comunque provvedere e che, in qualsiasi caso, influisce sui costi in bolletta.

Le rinnovabili, che valgono quasi il 40% della produzione nazionale (dati Terna primo semestre 2014), riducono comuqnue la quantità di energia acquistata finendo per abbassarne i prezzi di acquisto alla fonte (Prezzo Unico Nazionale), che nel mese di giugno ha toccato il minimo di 48 €/MWh .

Per raggiungere il costo in bolletta, in aggiunta al PUN, devono essere sommati poi i costi di manutenzione delle reti, i cosiddetti Oneri di Sistema, e gli oneri derivanti dalle modalità di acquisto alla fonte da parte dell’Acquirente Unico. Tutti questi fattori determinano, per l’Italia, un costo dell’energia mediamente più alto del 18% rispetto al resto d’Europa, nonostante lo sviluppo crescente delle rinnovabili.

E’ forse ora più semplice comprendere perché le energie rinnovabili siano osteggiate, oltre che per mera concorrenza verso i grandi produttori di energia fossile, anche dagli stessi gestori di rete per la relativa quota parte. Sono infatti i gestori che devono farsi carico dell’upgrade della rete, estremamente oneroso nel momento in cui devono sostituire elementi di rete oppure cavi, magari interrati o sottomarini, per poter disporre di funzionalità moderne oppure di maggiore portata. Se è vero che una quota parte delle bollette è destinata specificatamente alla copertura degli Oneri di Sistema, è anche vero che le tariffe in regime di mercato libero devono essere mantenute dalle Utility il più possibile in equilibrio. Sono invece noti i benefici arrecati dalle rinnovabili rispetto alla riduzione della produzione di CO2, ma ora conosciamo anche i benefici nei confronti dell’ammodernamento delle reti, talvolta ancora risalenti al secolo scorso.

Smartgrid, Griglia

Smart Grid Complessa – Clicca l’immagine per ingrandirla

Nel disegno sopra, è raffigurato un esempio di Smart Grid complessa. Dalla gestione dell’energia in senso “smart”, derivano inoltre altre possibilità e ricadute positive sui territori interessati:

  • la possibilità di poter diffondere il risparmio energetico negli immobili ad uso domestico ma soprattutto industriale e commerciale, coinvolgendo questi ultimi, particolarmente energivori, in un mix di approvvigionamenti energetici;
  • la possibilità di raccogliere dati, tecnicamente rilevanti, sui consumi di comparti produttivi diversi, dati utili per la programmazione conveniente degli acquisti di energia all’ingrosso.
  • la possibilità di raccogliere dati anche presso le utenze domestiche, introducendo, per esempio, sistemi di rilevazione dei consumi energetici (smart meters), operanti in WI-FI, tecnologie che aprono a infinite applicazioni domotiche.

Smart Grid e domotica

E’ di Luglio 2014 la notizia dell’attivazione, in via sperimentale, del progetto SmartDomoGrid, che coinvolge venti nuclei familiari della periferia bresciana, il Politecnico di Milano (Dipartimento Energia), il gestore di rete A2A reti Elettriche Spa e Whirlpool Europe. Il progetto, realizzato con i fondi messi a disposizione dal MISE, vuole testare gli effettivi benefici delle reti elettriche intelligenti nel favorire un utilizzo più razionale dell’energia sulle utenze domestiche. Le tecnologie messe in campo riguardano, oltre alla rete internet, contatori elettrici di ultima generazione, impianti fotovoltaici ad alto rendimento ed elettrodomestici con utilità domotiche, quali frigorifero, lavatrice e lavastoviglie. Tutti i dati trasmessi dalle utilità domotiche sono raccolti in un software di Energy Management controllato da una App residente su un tablet.

Quello di Brescia è uno tra i più completi progetti di evoluzione della rete elettrica realizzato sino a oggi in Italia per dimensioni e per degli attori in gioco.

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Per maggiori informazioni sulla realizzazione di un impianto fotovoltaico domestico
Approfondimenti:
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2 risposte a “Smart Grid – Le nuove opportunità

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