La Generazione Distribuita di Energia: Le Reti Elettriche Intelligenti. Le Smart Grid

Scritto da Redazione - GenitronSviluppo.com in Guide utili, Zoom

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Pubblicato il giorno 25 agosto 2009 - 1 commento



   


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L’attuale rete di distribuzione (come già ampiamente discusso) è stata fin dall’origine concepita come “passiva”, adatta cioè a trasportare e distribuire l’elettricità in un flusso unidirezionale (dalla centrale all’utente finale) e ad assorbire potenza solo dalle reti di tensione superiore. L’introduzione della generazione distribuita in una rete siffatta presenta problemi che possono essere superati solo finché si tratta di quantitativi molto modesti. Una penetrazione massiccia comporterebbe, invece, un degrado pressoché inaccettabile della qualità del servizio e problemi di funzionamento e protezione. Rendere i consumatori parti attive nel processo di fornitura dell’energia, promuovere la diffusione delle fonti rinnovabili e la generazione distribuita, sono i principali obiettivi delle Smart Grid, le reti elettriche interattive che puntano a innovare completamente le infrastrutture esistenti.

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Fonte www.enel.it

Rispetto alle reti elettriche tradizionali, caratterizzate da una centrale di grandi dimensioni con tecnologia consolidata da decenni, controllo centralizzato, gestione ottimale a livello regionale, le Smart Grid sfruttano al massimo i vantaggi offerti dall’era digitale. Con questa tipo di rete si consente una generazione distribuita in prossimità degli utenti finali, controllo de localizzato, integrazione con grandi centrali e altre tipologie di fornitura di energia, servizi ad alto valore aggiunto, flessibilità nella gestione della domanda e offerta e nell’espansione delle reti.

In uno scenario futuro le reti dovranno dunque divenire intelligenti (Smart Grids). Cioè attive, in grado di soddisfare le crescenti esigenze di flessibilità, economia e affidabilità dei consumatori, ma anche di assorbire l’energia da qualsiasi punto venga prodotta e di trasferirla (con flusso dal basso verso l’alto, oggi impossibile) ad altre aree in deficit. Il tutto in tempo reale e in modo dinamico. Avere le Smart Grid, significa avere un accumulatore territoriale che da energia in AC, ma allo stesso tempo l’ energia prodotta dal fotovoltaico, va verso l’ accumulatore in DC, e sulla stessa linea-filo. In sostanza le Smart Grid dovranno applicare all’energia gli stessi principi che sono alla base della società dell’informazione.

La rete Internet oggi funziona proprio così: consente a qualsiasi dispositivo connesso alla rete di inviare e ricevere contenuti in modo flessibile e distribuito. Una Smart Grid è concettualmente costituita da una serie di “mini-reti”, ove chiunque (dai titolari di utenze domestiche alle piccole e medie imprese, fino alle aziende di maggiori dimensioni) può produrre localmente energia e utilizzarla per le proprie esigenze al di fuori della rete di erogazione elettrica. Al tempo stesso, grazie alla tecnologia dei contatori intelligenti, il flusso energetico deve poter avvenire in senso bidirezionale: in altri termini, i produttori locali potranno, di volta in volta, attingere dalla rete principale o usufruire di essa per rivendere all’ente erogatore la propria produzione di energia elettrica.

Ma una Smart Grid è qualcosa di ancor più complesso di quanto è stato sinteticamente descritto. Ecco, in estrema sintesi, i principali elementi descrittivi:

  • Capacità di integrare in rete generazione elettrica centralizzata e diffusa;
  • Immissione in rete a pari condizioni di generazione costante, variabile e intermittente;
  • Interconnessione con altre reti (anche paneuropea) di servizi e flussi di potenza;
  • Capacità di autoanalisi in modo da evitare congestioni e garantire maggiore affidabilità, sicurezza e qualità del servizio, ma anche ottimizzare i costi per manutenzione e operatività;
  • Disponibilità di informazioni in tempo reale sia per i produttori, sia per i clienti finali;
  • Possibilità per i clienti finali di effettuare scelte che interagiscano con il sistema;
  • Capacità di quantificare e ricompensare i comportamenti e le scelte virtuose dei clienti;
  • Architettura di connessione globale (simile a Internet) di “intelligenza distribuita” e flussi di potenza.

A fronte dei benefici apportati dalle Smart Grid non bisogna tralasciare gli ostacoli per la sua implementazione:

  • Difficoltà nell’adeguamento delle attuali infrastrutture elettriche;
  • Lunghi tempi di realizzazione;
  • Elevati investimenti nelle reti ICT;
  • Vincoli tecnici per il controllo dei generatoti remoti, previsione della produzione e gestione dei flussi di energia;
  • Mancanza di accordi politici.

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Tutto questo richiede sensori e chip disseminati nell’intero sistema, in collegamento con tutte le utenze elettriche. Sarà il software a consentire di disporre in ogni momento dei dati sui quantitativi di energia utilizzati in qualsiasi punto della rete, utilizzando la capacità di interconnessione per orientare e dosare i flussi di energia a seconda dei momenti e dei luoghi di maggiore o minor consumo. Ed è proprio nel software che la nuova generazione di reti intelligenti per la distribuzione dell’energia, ossia le “Smart Grid“, sembrano aver trovato un ostacolo da superare prima della sua definitiva consacrazione. Secondo i test effettuati da alcuni esperti del settore, infatti, la natura delle Smart Grid, non troppo dissimile dal Word Wide Web, la renderebbe vulnerabile agli attacchi dai cyber criminali, i quali potrebbero condurre a dei veri e propri black-out.

A rendere le Smart Grid vulnerabili, è proprio la comunicazione bidirezionale che si instaurerebbe tra i dispositivi connessi alla rete, in grado di inviare e ricevere contenuti in modo flessibile e distribuito. Il passaggio da un network mono-direzionale ad uno bi-direzionale comporterebbe infatti un maggior numero di punti di contatto all’interno della rete, e quindi maggiore difficoltà di controllo. Gli Smart Meters, ovvero i contatori intelligenti alla base delle Smart Grid, risultano essere apparecchi decisamente economici e semplici, soprattutto quelli utilizzati in ambito casalingo, e quindi facilmente accessibili a chiunque desideri condurre dei test mirati a carpire tutti i segreti alla base del loro funzionamento:

Secondo gli esperti, i cyber criminali potrebbero quindi divenire in grado di controllare centinaia o anche milioni di contatori e di spegnerli a piacimento, creando dei veri e propri black-out. Un rischio da non sottovalutare e che richiederà uno sforzo ulteriore al fine di proporre un modello di network veramente sicuro basato su protocolli aperti e standard concreti; in fondo, i benefici che le Smart Grid saranno in grado di apportare vanno ben oltre le problematiche da esse scaturite. È evidente come in questa evoluzione la capacità di connessione e di visione sistemica sia l’arma vincente per consumare energia in modo efficiente e competitivo. E come siano le tecnologie informatiche e di comunicazione a dover svolgere un ruolo fondamentale tanto per la gestione della min-irete locale, quanto per l’interazione con il mercato. È all’interno di questi agenti di scambio verranno riflessi tutti gli aspetti legati ai meccanismi di governance. In sostanza è in questo punto focale, basato sulle tecnologie di Information and Communication Technologies applicate alle reti elettriche, che si giocherà la capacità di incidere sul governo del sistema energetico.

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  1. ho letto per caso la terza rivoluzione industriale di Rifkin e mi sono accorto che sono dentro un treno che corre e non mi rendo conto che si muove perchè io mi muovo con lui ma , guardando fuori dal finestrino, mi accordo che gli alberi si allontanano e che forse devo scendere ed andare a piedi per potermi godere il piacere della campagna e del sole …

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