Impianti e reti elettriche
SUPER GRIDS
Un impianto dimostrativo HVDC-VSC per la trasmissione di energia elettrica di ultima generazione sperimenterà soluzioni avanzate per il potenziamento delle reti esistenti
12.03.2016
Testo dell’articolo
L’impianto dimostratore sarà realizzato presso il Centro Ricerche ENEA Casaccia e riguarda una tecnologia innovativa, considerata fra le più promettenti per la trasmissione di energia elettrica su lunghe distanze e per favorire l’affermazione di un nuovo sistema energetico basato su generazione distribuita, utilizzo di fonti rinnovabili, smart grid e super grid. Tutto ciò per favorire la transizione verso un’economia low carbon e un sistema di approvvigionamento energetico sostenibile, sicuro e a prezzi competitivi. A tal fine le reti di trasporto e distribuzione dell’energia “verde” sono elementi indispensabili ed è per questo motivo che l’innovazione dovrà essere indirizzata sia verso un rafforzamento delle strutture già esistenti che verso un allargamento trans-nazionale delle nuove “super reti”.
Nello specifico si tratta della nuova interconnessione HVDC (High Voltage Direct Current) costituita da innovativi convertitori multilivello con tecnologia VSC (Voltage Source Converter), che comporta significativi vantaggi in termini di maggiore efficienza, flessibilità, sicurezza e stabilità dei flussi di corrente e di minore impatto ambientale e ingombro. Inoltre, grazie all’utilizzo di cavi superconduttori ad elevata potenza, sarà aumentata la capacità di trasporto e diminuiranno le perdite di rete. I sistemi HVDC-VSC potrebbero trovare applicazione nel rinnovamento e potenziamento dei collegamenti elettrici sottomarini, nonché nelle interconnessioni off-shore tra parchi eolici e in progetti di portata internazionale. A oggi nel mondo la quasi totalità dell’elettricità viene trasmessa attraverso linee a corrente alternata e solo il 2% attraverso reti a corrente continua HVDC. In Europa sono in esercizio circa 20 interconnessioni HVDC e circa una decina sono in fase di pianificazione.
L’obiettivo del progetto dimostratore è quello di sperimentare e validare soluzioni avanzate per il potenziamento e ammodernamento delle reti di trasmissione esistenti e per integrare collegamenti tramite sistemi elettrici superconduttori di elevata potenza all’interno di reti interconnesse. I risultati sperimentali verranno integrati anche in un’analisi di impatto a livello europeo, al fine di dimostrare l’applicabilità delle soluzioni proposte a vari livelli di scala e la loro possibile replicabilità nella rete pan-europea di trasmissione di energia elettrica.
Testo redatto su fonte ENEA del 24 febbraio 2016
Per approfondimenti sulla trasmissione HVDC: The Hybrid HVDC Breaker – An innovation breakthrough enabling reliable HVDC grids, ABB Grid Systems (2012)
Image credit: ABB Grid Systems
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RETI ELETTRICHE
SmartNet, progetto europeo che si propone di analizzare architetture per l’interazione ottimale tra gestore della rete di trasmissione e gestore della rete di distribuzione
28.01.2016
Testo dell’articolo
SmartNet si inserisce in uno scenario in cui le risorse energetiche che si trovano a disposizione nei sistemi di distribuzione (in particolare la generazione distribuita e i carichi flessibili) concorrono alla prestazione di nuovi servizi, sia a livello locale sia di sistema, nel contesto del mercato dei servizi volti a garantire la sicurezza dell’intero sistema elettrico. Obiettivo del progetto è indagare le modalità ottimali per coordinare la partecipazione di queste risorse locali ai mercati dei servizi ancillari di sistema, mediante l’ottimizzazione dell’interazione tra le reti di trasmissione e di distribuzione. A tal fine risulta fondamentale la creazione di architetture di rete che possano implementare questa interazione.
SmartNet ne metterà a confronto tre basandosi su altrettanti casi nazionali rappresentativi delle diverse realtà: italiana, danese e spagnola. Il progetto svilupperà delle simulazioni su una piattaforma software e poi le implementerà in laboratorio con una parziale replica che prevede l’inclusione di elementi hardware di controllo forniti da un manufacturer. Saranno inoltre sviluppate tre demo fisiche che costituiranno altrettanti output del progetto. Una italiana centrata sull’acquisizione di misure per il coordinamento tra il TSO e il DSO in una zona “critica” come l’Alto Adige. Una danese sullo sfruttamento dell’inerzia termica fornita dalle piscine delle case vacanza. E infine una spagnola sull’analisi delle potenzialità di sfruttamento delle capacità di accumulo delle radio base station di Vodafone.
Testo redatto su fonte RSE del 26 gennaio 2016
Image credit: Wal-Mart Grid Connection/shutterstock
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SMART GRIDS
Realizzato un laboratorio di analisi e modellazione delle Smart Grid e delle reti energetiche, in grado di condividere risorse HW e SW mediante un tunneling informatico
12.11.2015
Testo dell’articolo
Il laboratorio virtuale ad esempio potrà modellare una parte della rete di trasmissione ad Aachen e la rete di distribuzione a Torino. Ad esse si potrà aggiungere il comportamento dei nuovi consumatori, i “prosumer” (produttori e consumatori di energia elettrica allo stesso tempo) che consumano e iniettano energia in rete a Petten e il monitoraggio dei risultati nei laboratori di Ispra della Commissione. Per consentire la condivisione e la messa a sistema di hardware, software, risorse di calcolo, competenze ed esperienze, in modo sincrono e in tempo reale tra i vari siti, i laboratori dell’Ateneo sono connessi “fisicamente” con quelli della Commissione da un tunnel di dati.
L’interconnessione fisica è realizzata utilizzando la rete GEANT, la banda europea dedicata alla connessione delle istituzioni di ricerca e formazione, il traffico dati viene criptato tramite un VPN comune fra i partner che consente di mettere in comune dispositivi e attrezzature presenti nei diversi siti in modo efficiente. Questo consente di mettere in comune le risorse HW e SW presenti in tutta Europea e condividerle per attività di test e verifica tra i vari paesi in modo efficace ed economico.
Frutto dell’accordo siglato tra Politecnico di Torino e Joint Research Centre (JRC) della Commissione Europea nel 2013, il progetto mira a portare a Torino un nodo di questo unico grande laboratorio real-time, al fine di cooperare sui vari ambiti del settore energetico: dalle smart grid alle energie rinnovabili, all’efficienza energetica degli edifici e dei processi, alle smart energy networks e ai sistemi energetici regionali.
Testo redatto su fonte Politecnico di Torino del 29 ottobre 2015
Per approfondimenti su Energy Union: ec.europa.eu/priorities/energy-union
Image credit: ABB/Deutsche Telekom, 2010
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SMART GRIDS
L’UE punta sullo sviluppo degli Energy Smart Systems: nelle città del futuro, intelligenza distribuita e ICT avranno un ruolo fondamentale sulla gestione dell’energia
25.08.2015
Testo dell’articolo
Queste tematiche saranno al centro del Workshop “The Role of Communications as Critical Enabler for the Development of Smart Energy Systems” che si svolgerà a Lecco a metà settembre 2015, un evento promosso dall’International Smart Grid Action Network (ISGAN) e dalla Global Smart Grid Federation (GSGF), in partnership con il progetto europeo ELECTRA-IRP (European Liaison on Electricity Committed Towards long-term Research Activity – Integrated Research Programme) e con la collaborazione di RSE (Ricerca sul Sistema Energetico).
Per conseguire tali risultati la CE sfrutterà le potenzialità delle nuove tecnologie per le comunicazioni (ICT). Questi ultime, infatti, avranno un ruolo sempre più importante nella gestione dell’energia nelle città di domani. Il sistema energetico tradizionale sta evolvendo verso un sistema più complesso e si prepara ad andare sul “cloud”. Nel prossimo futuro, grazie all’intelligenza distribuita e alle ICT, l’erogazione dei servizi di luce, gas, acqua e trasporti diventeranno sempre più flessibili, “intelligenti” e coordinati tra loro, offrendo ai consumatori nuove opportunità di risparmio.
Il vantaggio principale risiederà nel fatto che tutte le informazioni relative ai consumi energetici di ciascun utente potranno essere convogliate in un’unica grande infrastruttura informatica, che gli consentirà, non solo di monitorarli più facilmente, ma di accedere a nuovi servizi, anche personalizzati, ovunque si trovi. A questo proposito la CE utilizzerà tutti gli strumenti a sua disposizione per affrontare i potenziali rischi (come il cyber-crimine e le minacce alla privacy degli utenti) derivanti dall’integrazione del sistema energetico con quello delle telecomunicazioni.
In questo contesto l’Italia gioca un ruolo di primo piano: quello delle smart grids è per il nostro Paese un settore prioritario, che permetterà di generare sviluppo tecnologico, ottenendo maggiore efficienza energetica, migliore uso delle rinnovabili, minori importazioni di combustibile e, in definitiva, significativi risparmi per i consumatori. Le tecnologie per farlo sono già disponibili, ma bisogna ancora trovare un linguaggio comune per farle “dialogare” fra loro: solo così si potranno realizzare delle città sempre più smart.
Testo redatto su fonti ISGAN/GSGF/ELECTRA-IRP/RSE
Per approfondimenti su ISGAN: www.iea-isgan.org – GSGF: www.globalsmartgridfederation.org – ELECTRA-IRP: www.electrairp.eu
Image credit: Siemens AG/Siemens Press Pictures, 2012
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RETI ELETTRICHE
ENEA: per rafforzare la sicurezza e la capacità di risposta delle infrastrutture critiche è necessario disporre di sistemi avanzati che riducano i rischi ottimizzandone l’efficienza
18.12.2014
Testo dell’articolo
“A fronte di evento naturale avverso, di guasti o anche di attacchi informatici, il buon funzionamento e la capacità di gestione dell’evento sono fondamentali per non mandare in tilt tutto il sistema. Inoltre, l’ingente produzione da fonti rinnovabili e l’evoluzione verso le smart grids rendono più ‘vulnerabile’ il sistema. Da qui –spiega il ricercatore ENEA Michele Minichino- l’importanza di sistemi avanzati per ridurre i rischi e ottimizzare l’efficienza delle reti e degli SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) che sono il ‘sistema nervoso’ delle infrastrutture”. Nello specifico, l’ENEA sta realizzando un centro di simulazione distribuito tra la Casaccia, Palermo e Bari dove sarà possibile rappresentare ed eseguire scenari di pianificazione e di esercizio di reti elettriche attive (con generazione distribuita e sistemi di accumulo), rete idrica, rete del gas.
Le attività in questo settore sono iniziate diversi anni fa con il progetto europeo MICIE (Tool for systemic risk analysis and secure mediation of data exchanged across linked CI information infrastructures) e stanno proseguendo con il nuovo progetto CockpitCI incentrato sull’efficienza e la sicurezza delle reti elettriche. L’obiettivo è il rilevamento precoce, l’analisi e la mitigazione degli attacchi informatici al fine di migliorare l’efficienza, la resilienza e la Quality of Services (QoS) delle CI, mitigando disastrosi effetti domino. Il modello sviluppato da ENEA è anche elemento fondante del progetto PON MIUR SINERGREEN che l’Agenzia sta conducendo in Sicilia, nell’ambito settoriale renewable energy & smart cities. Le infrastrutture di rete, infatti, sono l’elemento portante delle smart cities.
Testo redatto su fonte ENEA del 17 dicembre 2014
Per approfondimenti: www.cockpitci.eu
Image credit: CockpitCi Project
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RETI ELETTRICHE
BEST PATHS: progetto per integrare su larga scala reti elettriche e fonti rinnovabili con l’obiettivo di fornire energia conveniente e affidabile in Europa da “costa a costa”
03.11.2014
Testo dell’articolo
BEST PATHS (BEyond State-of-the-art Technologies for rePowering Ac corridors and multi-Terminal HVDC Systems), l’ambizioso progetto di ricerca che sarà co-finanziato dall’UE, si concentrerà sullo sviluppo di reti di trasporto a capacità elevata, necessarie per soddisfare gli obiettivi energetici a lungo termine dell’Europa e l’incorporazione delle energie rinnovabili. Il progetto riunisce partner esperti intorno a cinque aree dimostrative su larga scala, focalizzate sull’obiettivo di garantire una maggior capacità di rete e flessibilità di sistema grazie all’incorporazione di sistemi di trasmissione e soluzioni innovative per collegare i parchi eolici offshore e migliorare le interconnessioni dell’intera rete elettrica.
Tra i TSO coinvolti c’è Terna, il gestore del sistema elettrico italiano, che partecipa al progetto con la sua controllata Terna Rete Italia in qualità di presidente del consorzio che raggruppa i 39 partners. Terna Rete Italia è anche leader del filone di ricerca più grande tra i 5 in cui si articola il progetto BEST PATHS, e che vede la partecipazione anche di Toshiba, RSE, Nexans e DeAngeli. Si tratta di un’area di ricerca che punta allo sviluppo di tecnologie, componenti e sistemi ad elevate prestazioni tecniche, economiche ed ambientali, finalizzati al futuro ammodernamento del collegamento in corrente continua Sacoi (tra Sardegna, Corsica ed Italia continentale), ma utilizzabili, sia come componenti che come sistemi, anche in altri contesti quali ad esempio la possibilità di dare forma ad una super rete in corrente continua affidabile ed efficiente necessaria per trasferire grandi quantità di energia anche su lunghe distanze e permettere di conseguenza anche una migliore integrazione della generazione da fonti rinnovabili.
La nuova sfida con cui si deve confrontare il settore energetico europeo, sottolinea il coordinatore del progetto, Vicente Gonzßlez López di Red Eléctrica de España (REE), “va ben oltre l’intrinseca complessità dei singoli sviluppi proposti, poiché il progetto richiederà un importante sforzo di coordinamento per analizzare congiuntamente i risultati di ogni singolo sito e valutarne, su scala globale, l’impatto combinato sul futuro sistema energetico europeo”. Per colmare il divario dalla produzione di elettricità da fonti rinnovabili remota ai centri di grande consumo, BEST PATHS si focalizzerà sullo sviluppo di linee HVDC multi-terminal interoperabili e sulla modernizzazione/ potenziamento degli attuali corridoi AC. I risultati sperimentali di BEST PATHS saranno integrati in analisi di impatto europee volte a dimostrare la scalabilità delle soluzioni e saranno messi a disposizione già dal 2018 a beneficio di replica per la rete di trasmissione paneuropea e il mercato elettrico.
Testo redatto su fonte Terna S.p.A. del 30 ottobre 2014
Image credit: outcomesdelivered.com
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SMART GRIDS
ISGIS: creare una rete di operatori per offrire un vantaggio competitivo al sistema industriale italiano, sviluppando soluzioni basate su approcci standardizzati avanzati
18.05.2014
Testo dell’articolo
L’obiettivo dell’ISGIS è infatti quello di creare una rete di operatori nazionali in grado di sviluppare e dimostrare soluzioni smart grids basate su approcci standardizzati avanzati, può dare un vantaggio competitivo al sistema industriale italiano mettendolo in grado di offrire su ogni mercato delle applicazioni modulari, integrate, interoperabili, e razionali. Le smart grids possono infatti esprimere al meglio il loro potenziale se vengono sviluppate secondo architetture codificate in cui ogni funzione e componente trova la sua collocazione precisa in un’organizzazione ordinata.
L’individuazione di prodotti integrati standardizzati composti da tecnologie italiane certificate sia come rispondenza agli standard che come provenienza nazionale consentirà la creazione di nuove opportunità di business. Le imprese coinvolte avranno l’opportunità di essere costantemente aggiornate sullo stato dell’arte e sugli sviluppi internazionali relativi alle smart grids, parteciperanno alla definizione di prodotti e soluzioni basati sulle architetture standard che potranno essere proposti, sperimentati e validati sulle reti italiane e, quando ritenuti maturi, promossi sui mercati internazionali, come eccellenza italiana.
Il progetto ISGIS si base su tre aspetti chiave: la promozione di architetture, soluzioni e prodotti standardizzati; lo sviluppo di applicazioni innovative sulla rete italiana; le reti di impresa e il marchio designed in Italy come strumento per cogliere le opportunità sui mercati internazionali. Il Comitato di Indirizzo del Sistema Italiano per le Smart Grids è in fase di costituzione, ma conta già numerose e prestigiose adesioni: RSE, GSE, ENEL Distribuzione, FEDERUTILITY, ANIE Energia, ANIE Automazione, CEI, Telecom Italia, The Innovation Cloud, con il patrocinio del MISE e il supporto dell’AEEG.
Testo redatto su fonte SOLAREXPO – The Innovation Cloud 2014 – www.solarexpo.com
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SMART GRIDS
Smart city: il Campus Universitario di Savona inaugura la Smart Polygeneration Microgrid, primo esempio in Italia di microrete energetica intelligente
22.02.2014
Testo dell’articolo
Progettata dall’Università di Genova e sviluppata da Siemens la microgrid di Savona è in grado di gestire in modo efficiente l’energia prodotta al suo interno, bilanciando generazione e carichi con conseguenti risparmi economici e riducendo l’impatto ambientale dal punto di vista delle emissioni di CO2. Paragonabile a un quartiere cittadino con funzioni urbanistiche differenziate, il Campus è ora quasi completamente autonomo per consumi elettrici e riscaldamento, grazie al collegamento di diversi impianti di generazione, rinnovabili e ad alta efficienza, governati da un software centrale, per una capacità complessiva di 250 kW elettrici e 300 kW termici.
“La rete intelligente di Savona rappresenta un’infrastruttura sperimentale e dimostrativa di generazione di energia elettrica e termica unica nel panorama italiano – dichiara Giacomo Deferrari, Magnifico Rettore dell’Università degli Studi Genova – “Sarà in grado di innalzare ulteriormente il livello di qualità della didattica e della ricerca scientifica dell’Ateneo genovese in campo energetico e di innescare processi virtuosi di collaborazione, su di un tema di grande rilevanza come quello della sostenibilità degli approvvigionamenti energetici, tra il mondo universitario e quello aziendale“.
All’impatto positivo sull’ambiente, con 120 t/anno in meno di emissioni di CO2, si uniscono vantaggi economici: grazie all’energia elettrica e termica autoprodotte, è possibile ridurre i prelievi di elettricità dalla rete esterna e il consumo di gas nelle caldaie tradizionali per il riscaldamento degli ambienti. L’Università può così impiegare più risorse nel finanziamento di integrazioni tecnologiche e impiantistiche, così come in attività di ricerca sperimentale e dimostrativa.
“Questa micro rete è il laboratorio ideale per sperimentare quella che un giorno potrà essere l’alimentazione intelligente di un’intera città – aggiunge Federico Golla, Amministratore delegato di Siemens Italia – Molti gli elementi della smart city. Colonnine per la ricarica di veicoli elettrici, un sistema di stoccaggio dell’energia elettrica e uno di generazione distribuita che mette in comunicazione fonti di produzione diverse. L’insieme di queste tecnologie contribuisce a gestire i consumi in maniera efficiente e sostenibile, sia dal punto di vista economico che ambientale, senza trascurare comfort e sicurezza delle presone, in questo caso, studenti, docenti e personale universitario”.
Le componenti della micro rete sono tre microturbine a gas ad alta efficienza, un chiller ad assorbimento per la produzione contemporanea di elettricità, calore per il riscaldamento in inverno ed energia frigorifera per il raffrescamento in estate. A esse si aggiungono una rete di teleriscaldamento, due colonnine di ricarica, due veicoli elettrici e due biciclette elettriche, tre parabole per la produzione di energia da solare a concentrazione, quattro quadri elettrici collegati tra loro ad anello, un sistema di accumulo elettrochimico in grado di bilanciare generazione e carichi e, se necessario, compensare gli sbilanciamenti dovuti alla variabilità della generazione da fonte rinnovabile, una dorsale di comunicazione basata su unità di raccolta dati, collocate nei quadri principali. Conclude Alessandro Schiesaro, Presidente di SPES ScpA, “La strategia di investimenti sulla ricerca, soprattutto in campo energetico, consente oggi di proporre il Campus come centro avanzato in un settore strategico per l’Italia e per l’Europa. Siamo convinti che questi investimenti avranno ricadute importanti sia per la didattica e la ricerca sia per il rapporto con il sistema industriale del nostro paese”.
Testo redatto su fonte CENS, Università di Genova
Image credit: SIEMENS
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SMART GRIDS
BEE, un progetto sviluppato per ridurre al minimo l’utilizzo della rete elettrica di un’attività produttiva regolando i consumi in base all’energia rinnovabile generata
16.01.2014
Testo dell’articolo
Si tratta di sistemi intelligenti che permettono di regolare i consumi in base all’energia rinnovabile prodotta da eolico, solare, geotermico a disposizione, in modo da utilizzare quella acquistata dalla rete tradizionale, solo in caso di necessità, con risparmi considerevoli, sia in ambito industriale, che domestico. Le smart grid sono infatti architetture dimensionate a livello di stabilimento industriale o di quartiere, proprio per mettere a sistema la capacità produttiva degli edifici e il loro potenziale in termini di consumi; una lavatrice partirà autonomamente, una macchina particolarmente energivora, produrrà preferibilmente in presenza di energia rinnovabile sufficiente. Al centro, un sistema capace di automatizzare la scelta della fonte energetica con l’obiettivo di abbattere i prelievi dalla rete elettrica generale e l’impatto ambientale delle attività umane e industriali.
Nato nell’ambito dei Poli d’Innovazione, di BEE fanno parte Agrindustria snc, CSP – Innovazione nelle ICT, Politecnico di Torino, Energrid e Teseo Clemessy che hanno sviluppato insieme il sistema. Partendo da una rete di sensori applicati ai macchinari, i dati riferiti ai consumi vengono elaborati e contribuiscono ad attivare il sistema che “sceglie” quanta energia utilizzare e da quale fonte, permettendo agli operatori l’accesso a tutti i dati disponibili attraverso una interfaccia utente che traduce i kWh in Euro per le diverse fasce di fatturazione. È anche possibile effettuare un’ottimizzazione della produzione su un intervallo di tempo, ad esempio una giornata di lavoro, impostando i cicli di lavorazione richiesti per i vari macchinari.
Testo redatto su fonte CSP – Innovazione nelle ICT del 16 gennaio 2013
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SMART GRIDS
ELECTRA: il progetto europeo finanziato con 10 milioni di euro che svilupperà le reti elettriche intelligenti del futuro coinvolgendo 21 centri di ricerca di 16 Paesi
16.11.2013
Testo dell’articolo
Avviato l’1 novembre 2013, il progetto, durerà 4 anni, nel corso dei quali svilupperà soluzioni utili per le smart grids del 2030, incrementando la specializzazione e il coordinamento dei laboratori e delle infrastrutture di ricerca. Come spiega il coordinatore, esperto RSE, Luciano Martini “l’integrazione delle fonti rinnovabili nella rete elettrica richiederà un nuovo approccio per il controllo in tempo reale di tensione e corrente, per il funzionamento coordinato di milioni di dispositivi e di varie tecnologie di produzione. ELECTRA affronterà questa sfida in modo coordinato coinvolgendo i maggiori centri di ricerca europei che lavorano sul tema”.
Tra gli obiettivi di ELECTRA c’è anche quello di favorire la specializzazione e il coordinamento dei laboratori e delle infrastrutture di ricerca, con l’intento di renderli più facilmente accessibili. Inoltre saranno stanziati oltre 450.000 euro per favorire la mobilità dei ricercatori, permettendo a 50 giovani di trasferirsi e lavorare per 5 settimane presso un altro centro di ricerca.
Un progetto europeo quindi, ma che guarderà attentamente anche agli sviluppi al di fuori del vecchio continente, con l’obiettivo di lanciare nuovi progetti per collaborazioni di tipo internazionale con paesi come gli Stati Uniti, il Giappone e la Cina. (Redazione)
Per approfondimenti: www.rse-web.it
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