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Smart grid ed e-mobility: le frontiere dell’elettricità

Smart grid ed e-mobility: le frontiere dell’elettricità

Con l’avvento delle nuove energie rinnovabili, la vecchia rete elettrica non basta più. È necessaria una smart grid, per ottimizzare l’energia spianando la strada alle innovazioni green, come l’e-mobility.

Due terzi della produzione di elettricità in Italia avviene ancora a partire da fonti non rinnovabili lavorate in centrali termoelettriche, in particolare carbone e gas naturali. Ma l’utilizzo di fonti rinnovabili classiche (acqua ed energia geotermica) e NFER (“nuove fonti di energia rinnovabile”, come energia solare, eolica e biomasse) è in crescita. E con esso i tentativi di efficientare la rete che trasporta l’elettricità dal luogo di produzione a quello di consumo. La smart grid, “rete intelligente”, sarà la tecnologia chiave per permettere un definitivo cambio di rotta, all’insegna dell’ottimizzazione e della sostenibilità.

Oggi il sistema elettrico in Italia è strutturato in quattro fasi, produzione, trasmissione, distribuzione e utenza, regolate da standard indicati da ARERA (Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente):

  • Produzione di corrente elettrica alternata a partire da fonti primarie.
  • Trasmissione della corrente ad alta tensione, poi trasformata in media e, infine, in bassa tensione.
  • Distribuzione dell’elettricità a basso voltaggio.
  • Consumo da parte degli utenti.

Questo sistema risale tuttavia a un’epoca in cui la produzione, la trasmissione e la distribuzione di energia elettrica erano più semplici e lineari di oggi. All’aumentare della popolazione mondiale cresce anche il fabbisogno di energia, che non può essere soddisfatto basandosi solo su fonti non rinnovabili e tecnologie di altri tempi. È a questo punto indispensabile cambiare il sistema alla radice. La rete intelligente si basa infatti su un nuovo paradigma: la decentralizzazione della produzione. Ma esattamente cos’è una smart grid e come funziona?

Cos’è la smart grid

Allo stato attuale, poche centrali, dislocate sul territorio in prossimità delle fonti primarie, producono energia elettrica per un gran numero di persone. Lo fanno per tutti indistintamente, a prescindere dalla domanda e dai reali consumi di ogni utente. Una rete più capillare e capace di monitorare i consumi di ogni destinatario, invece, permetterebbe di ottimizzare la produzione di corrente, evitando sprechi e sovraccarichi costosi per tutti, compreso l’ambiente. Questo è l’obiettivo della smart grid, basata sull’accostamento di una rete di informazioni alla rete di distribuzione o, meglio, al sistema di reti di distribuzione.

La smart grid non si basa, infatti, su un sistema centralizzato, ma su una più fitta rete di impianti che accumulano l’energia prodotta per distribuirla quando davvero occorre. Prodotta da chi? Da centrali più piccole, diffuse sul territorio e meno dannose per l’ambiente, ma anche da impianti domestici, come quelli fotovoltaici. Una rete automatizzata e distribuita, basata su sensori che inviano informazioni in tempo reale evitando sovraccarichi e sprechi di corrente. Gli squilibri nella tensione elettrica sono, infatti, più frequenti di quanto si pensi e generano disservizi anche alle città meglio fornite. Il monitoraggio in tempo reale della rete potrebbe evitarli, trasmettendo dati utili a modulare l’offerta di energia in base alla domanda, che durante il giorno può variare di molto. Riassumendo, ecco i vantaggi che la smart grid può offrire rispetto alla rete tradizionale:

  • Ottimizza la produzione e la distribuzione di energia.
  • Prevede un monitoraggio continuo e dunque maggiore sicurezza.
  • Permette agli utenti di stoccare energia.
  • Può integrare più facilmente le fonti rinnovabili rispetto alla rete tradizionale.
  • Riduce le emissioni di CO2 necessarie al sistema.
  • Fornisce un supporto migliore per lo sviluppo di altri servizi, tra cui la e-mobility.

La rete intelligente al servizio dell’e-mobility

La rete intelligente rifornirà di elettricità anche le auto elettriche, esse stesse piccoli centri mobili di stoccaggio di energia. Anche sul fronte della mobilità si sta infatti assistendo, e si assisterà sempre più nei prossimi anni, a un aumento della domanda di energia elettrica. E allo stesso modo si dovranno prediligere soluzioni che ricavano energia da fonti rinnovabili. L’efficientamento della rete di produzione e distribuzione dell’energia e l’abbandono progressivo delle fonti non rinnovabili sono dunque un obiettivo anche della e-mobility, che può trovare nella smart grid una valida alleata.

Queste nuove tecnologie trovano terreno fertile in contesti innovativi come le smart city, dove sono supportate da un sistema che avanza di pari passo. Nel caso della smart grid al servizio dell’e-mobility sono per esempio indispensabili stazioni di ricarica efficienti, che possano prevedere un accumulo di energia tramite batterie funzionale nel momento in cui si tratta di redistribuirla a più colonnine in funzione contemporaneamente. Anche nella ricarica delle auto elettriche è infatti indispensabile poter gestire le fluttuazioni, i picchi e gli ammanchi, a maggior ragione se si desidera implementare l’utilizzo di fonti rinnovabili non programmabili, riequilibrando la fornitura grazie all’energy storage.

Ma non sono solo le stazioni di ricarica a immagazzinare energia: anche i veicoli elettrici possono farlo nelle proprie batterie, in un sistema V2G (Vehicle to grid). In altre parole, le macchine possono scambiare con le stazioni l’elettricità stoccata in un rapporto bidirezionale, contribuendo a riequilibrare domanda e offerta. Questo sistema non è ancora impiegato in Italia, ma dal febbraio 2020 esiste un Decreto del MISE che ne stabilisce le modalità di diffusione.

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