Smart grid: le reti elettriche di nuova generazione note come “reti intelligenti”

Smart grid, ovvero quando le reti elettriche diventano intelligenti. Perché un nuovo paradigma di reti elettriche permetterà di realizzare la terza rivoluzione industriale.

Prima di vedere nel dettaglio le caratteristiche di una smart grid, facciamo un piccolo excursus sulla genesi delle reti elettriche.

Le reti elettriche storicamente nascono per raccogliere grandi quantità di energia dalle centrali di produzione e distribuirle ininterrottamente ad un gran numero di clienti-consumatori. In sostanza, una centrale elettrica è costituita da un controllo centralizzato, flussi di potenze unidirezionali e reti passive.

Ma la visione classica di rete elettrica è in una fase di superamento. Le reti elettriche di nuova generazione non servono solo per distribuire unidirezionalmente energia elettrica prodotta da grandi centrali.

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Cosa’è una smart grid e quali sono le sue caratteristiche

Non solo più linee, interruttori, trasformatori, ma anche elettronica, informatica e comunicazione.
Uno dei principali motori che spinge verso questa evoluzione sono gli obiettivi di efficienza e sostenibilità dei sistemi energetici mondiali: pensate che entro il 2050 il 90% dell’energia che alimenta le economie globali dovrà essere prodotta da fonti rinnovabili. Questo macro-obiettivo è poi declinato a livello nazionale. Va ricordato che i target per il 2030 sono già sfidanti e che quelli previsti per il 2020 sono stato solo parzialmente rispettati a livello di Unione Europea.

Con l’ampliarsi della generazione distribuita da fonti rinnovabili, anche in ambito domestico, si deve far spazio, quindi, ad una rete di produzione aggiuntiva che ben si deve integrare con quella tradizionale, cioè a dire controllo non più centralizzato ma distribuito sul territorio, flussi di potenze bidirezionali e reti attive.

Il distributore energetico si sta dunque trovando di fronte a una trasformazione della propria rete, che deve essere in grado di gestire sia i flussi di energia prodotta dalle grandi centrali tradizionali sia quelli di media e piccola entità prodotti da fonti rinnovabili (fotovoltaico, eolico, termico, idroelettrico, energia dalle onde del mare, etc.).

Di conseguenza, non sarà più sufficiente avere un controllo della produzione a carattere nazionale ma sarà necessario, anche a livello locale, monitorare, gestire ed integrare la distribuzione di energia proveniente da fonti rinnovabili, prodotta in bassa e in media tensione.

Perché si dice che una smart grid è “intelligente”

La rete elettrica non è più solo quindi un canale per trasmettere e distribuire energia elettrica dalle grandi centrali ai clienti finali ma una rete “intelligente”, ovvero una Smart Grid. Si tratta di una rete comune in grado di fare interagire produttori e consumatori, di determinare in anticipo le richieste di consumo e di adattare con flessibilità la produzione e il consumo di energia elettrica.

Una rete che si compone di tante piccole reti collegate tra loro e in grado di comunicare. Queste reti si scambiano informazioni sui flussi di energia e gestiscono con migliore efficienza i picchi di richiesta, evitando interruzioni di elettricità e riducendo il carico ove necessario.

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Una smart grid possiede strumenti di monitoraggio intelligenti per tenere traccia di tutto il flusso elettrico del sistema, come pure strumenti, quindi, per integrare energia rinnovabile nella rete.

Quando il costo dell’energia diventa minore, ad esempio, una smart grid può decidere di attivare processi industriali oppure elettrodomestici casalinghi. Oppure, gli eventuali surplus di energia di alcune zone possono essere ridistribuiti dalla rete laddove vi sia la necessità, in modo dinamico ed in tempo reale, grazie ai software di gestione. Efficienza è la parola chiave che meglio descrive queste reti.

Una rete di reti, come internet

I meccanismi che regolano una Smart Grid, insomma, sono simili a quelli su cui si fonda la rete  Internet. Qui tutti gli utenti sono interconnessi tra di loro, ricevendo e inviando informazioni, fuori dal tradizionale schema di distribuzione da uno a molti.

In sintesi, la rete elettrica del futuro dovrà garantire:
1.    la fornitura dell’energia elettrica;
2.    l’accesso alle fonti di produzione rinnovabile;
3.    minori costi e minori emissioni di gas serra;
4.    notevole flessibilità, per venire incontro alle nuove esigenze dei consumatori.

Molti governi, quindi, stanno spingendo verso la costruzione di sistemi di distribuzione e di gestione intelligenti, indirizzati all’indipendenza energetica e alla lotta al riscaldamento globale.

In ogni caso, c’è già chi ritiene le smart grid fondamentali per innescare la terza rivoluzione industriale, quella dell’energia. Una rivoluzione che vedrà l’ormai ineludibile abbandono del petrolio e degli altri idrocarburi come principali fonti di energia a favore, invece, delle rinnovabili.

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Ultimo aggiornamento il 14 Marzo 2024 da Rossella Vignoli