Smart grid: reti elettriche e rete in evoluzione

Una rete intelligente, o smart grid, è una rete elettrica che consente un flusso bidirezionale di elettricità e dati con tecnologia di comunicazione digitale che consente di rilevare, reagire e agire in modo proattivo ai cambiamenti nell’uso e a molteplici problemi. Le reti intelligenti hanno capacità di autoriparazione e consentono ai fruitori dell’elettricità di diventare partecipanti attivi.

L’analisi dei big data e le tecnologie IoT sono importanti driver tecnologici nelle reti intelligenti in cui l’analisi si sposta verso l’edge, come nell’edge computing. Le reti intelligenti sfruttano più tecnologie, ma non riguardano solo l’IT e nemmeno le tecnologie.

Le smart grid includono varie misure operative ed energetiche come contatori intelligenti, elettrodomestici intelligenti, risorse energetiche rinnovabili e risorse efficienti dal punto di vista energetico.

 Una rete intelligente ha diversi scopi e il passaggio dalle reti elettriche tradizionali alle reti intelligenti è guidato da molteplici fattori, tra cui la deregolamentazione del mercato dell’energia, le evoluzioni della misurazione, i cambiamenti nel livello di produzione di energia elettrica, il decentramento (energia distribuita) , l’avvento del ‘prosumer’ coinvolto, modifica delle normative, aumento della microgenerazione e delle microreti (isolate), mandati di energia rinnovabile con più fonti di energia e nuovi punti dove e scopi per cui è necessaria l’elettricità (es . punti di ricarica per veicoli elettrici).

Una rete elettrica è una rete per fornire elettricità dal produttore e dai luoghi in cui viene generata e trasformata (centrali elettriche e sottostazioni) alle destinazioni finali in cui l’elettricità viene “consumata”: famiglie, imprese, strutture varie e consumatore in generale. In pratica si tratta di una rete altamente interconnessa con più componenti come sottostazioni, linee di trasmissione e cablaggi, linee di distribuzione, trasformatori e altro.

Le smart grid rispetto alle reti elettriche tradizionali: l’essenza e le differenze

Le reti elettriche tradizionali non avevano quasi capacità di stoccaggio, sono guidate dalla domanda e hanno una struttura gerarchica. In una rete elettrica la tensione viene gradualmente abbassata in modo che l’elettricità possa essere utilizzata da questi diversi consumatori: dai livelli di tensione di trasmissione ai livelli di tensione di distribuzione fino ai livelli di tensione di servizio.

Tipicamente si distingue tra trasmissione (rete di trasmissione: alta e altissima tensione) e distribuzione (rete di distribuzione: bassa tensione), dove entrano in scena diversi sistemi di cablaggio. Lo scopo di una rete elettrica è garantire che l’elettricità sia sempre fornita quando e dove necessario, senza interruzioni – e qui stanno molte sfide in cui una rete intelligente può già offrire soluzioni/risposte.

Data la complessità e le molteplici sfide che possono sorgere come le conseguenze di condizioni meteorologiche avverse, danni da fauna selvatica, sabotaggio umano e altri fattori esterni e interni (problemi con guasti alle apparecchiature e risorse cruciali), la gestione di una rete è molto complessa e un dedicato campo per esperti che devono considerare anche le scelte in materia di normative energetiche e iniziative dei governi.

Nelle reti intelligenti o smart grid, le capacità di autoriparazione consentono di rilevare e rispondere automaticamente ai problemi della rete e di garantire un rapido ripristino dopo i disturbi.

Il mercato dell’elettricità, il consumo di elettricità, i regolamenti, le richieste dei vari soggetti interessati e la stessa produzione di elettricità stanno cambiando. Quindi, le iniziative di smart grid esistono in tutto il mondo, anche se a volte con approcci e obiettivi diversi.

Mentre smart grid si riferisce ancora alla trasmissione bidirezionale di dati ed elettricità (anche con i prosumer e le organizzazioni che generano elettricità), il significato e la portata del termine si sono ampliati date le molte possibilità consentite da questo importante cambiamento e sempre più tecnologie utilizzate in un contesto di implementazioni di reti intelligenti.

Ciò include, come accennato in precedenza, tecnologie IoT (le reti elettriche sono operazioni ad alta intensità di sensori da molto prima che qualcuno usasse il termine IoT) , big data e analisi avanzate con intelligenza artificiale e apprendimento automatico in cima, ampi standard di comunicazione utilizzati per inviare dati da un punto all’altro (es. dai contatori intelligenti alle società di servizi) e più tecnologie ( gemelli digitali , ad esempio) che vediamo spuntare nella trasformazione digitale delle utility e nell’Industria 4.0 .

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