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Tag: Netzstabilität

  • Rafforzare la rete elettrica svizzera con rame e cervello

    Rafforzare la rete elettrica svizzera con rame e cervello

    Inserendo per legge l’obiettivo di zero netto entro il 2050, la Svizzera ha tracciato un percorso importante per un approvvigionamento energetico neutrale dal punto di vista climatico. L’espansione delle energie rinnovabili come il fotovoltaico, l’idroelettrico e l’eolico sta progredendo. Tuttavia, l’infrastruttura di rete esistente non è progettata in modo ottimale per questo. L’integrazione delle immissioni fluttuanti richiede una rete elettrica flessibile che eviti i colli di bottiglia e garantisca una fornitura stabile.

    L’espansione della rete è la sfida più grande
    La Svizzera dispone di una solida rete di trasmissione, che è di grande importanza per il commercio internazionale di elettricità. Tuttavia, due terzi dei 6700 chilometri di linee hanno tra i 50 e gli 80 anni e devono essere modernizzati. C’è una necessità ancora maggiore di agire ai livelli inferiori della rete. Le reti di distribuzione locali sono sempre più problematiche, in quanto i generatori di elettricità decentralizzati, come i sistemi solari sui tetti o i veicoli elettrici, mettono a dura prova la rete a bassa tensione. Le capacità di queste reti devono essere ampliate e controllate meglio.

    Soluzione in rame e intelligenza
    Due approcci sono fondamentali per un’infrastruttura di rete a prova di futuro.
    Espansione classica della rete:
    L’espansione fisica della rete elettrica attraverso nuove linee, cablaggi rinforzati e trasformatori più potenti. Questo è costoso, ma in molti casi inevitabile.
    Sistemi di controllo intelligenti:
    La digitalizzazione e le tecnologie intelligenti possono essere utilizzate per regolare in modo efficiente i flussi di elettricità. Ciò include, ad esempio, sistemi di alimentazione flessibili per il fotovoltaico, batterie domestiche compatibili con la rete e gestione ottimizzata del carico per le auto elettriche e le pompe di calore. Questi concetti riducono i costosi aggiornamenti della rete e rendono il sistema più agile.

    La flessibilità come fattore di successo
    Una rete altamente flessibile può attenuare le fluttuazioni di potenza e bilanciare i picchi di domanda. Ciò può essere ottenuto attraverso una stretta rete con i Paesi vicini, l’uso di sistemi di accumulo come le centrali elettriche di pompaggio e meccanismi di controllo intelligenti. I ricercatori del Politecnico di Zurigo stanno anche studiando come la mobilità elettrica possa contribuire alla stabilità della rete, ad esempio attraverso una ricarica controllata nei momenti di alta disponibilità di energia.

    Entrambi sono necessari
    Né l’espansione della rete tradizionale né i sistemi di controllo intelligenti sono sufficienti da soli per rendere la rete elettrica svizzera adatta alla transizione energetica. È necessaria una combinazione di entrambi: rame per l’infrastruttura fisica e cervello per i concetti di controllo innovativi. Gli investimenti in entrambe le aree sono essenziali per soddisfare le crescenti richieste di energie rinnovabili in modo efficiente ed economico.

  • Centrale elettrica virtuale da impianti solari e auto elettriche

    Centrale elettrica virtuale da impianti solari e auto elettriche

    “La prima centrale elettrica virtuale della Svizzera per i clienti privati è in funzione” è il titolo di un post di Helion Energy AG su LinkedIn. L’azienda energetica, che sarà acquisita dal Gruppo AMAG nel 2022, vuole combinare migliaia di piccole fonti energetiche private in una centrale elettrica virtuale intelligente. I singoli sistemi solari, le batterie domestiche e le auto elettriche saranno collegati in rete dalla piattaforma Helion ONE.

    “Solo un terzo degli impianti fotovoltaici di oggi potrebbe sostituire una centrale elettrica ad accumulo con pompaggio”, scrive Helion Energy. Il piano prevede di utilizzare la centrale decentralizzata su larga scala nel mercato dell’energia di bilanciamento per stabilizzare la rete elettrica. La rete viene attualmente testata a questo scopo in collaborazione con Swissgrid AG.

    Le famiglie che partecipano alla centrale elettrica virtuale possono beneficiare di guadagni compresi tra 200 e 300 franchi all’anno. Per le PMI, l’importo è attualmente superiore a 1.000 franchi e in aumento, secondo l’articolo. Helion vuole consentire ad altre parti interessate di partecipare alla centrale elettrica decentralizzata su larga scala entro la fine di quest’anno.

  • Il Politecnico di Zurigo fornisce la chiave per la transizione energetica nella rete elettrica

    Il Politecnico di Zurigo fornisce la chiave per la transizione energetica nella rete elettrica

    La rete elettrica europea si basa sulla corrente alternata e su un ritmo preciso che in passato era dettato da grandi centrali elettriche con turbine pesanti. Con l’abbandono graduale del carbone e del nucleare, questi generatori di orologi stanno sempre più scomparendo. Quella che sembra una nota tecnica secondaria è in realtà una sfida chiave della transizione energetica. Senza una frequenza stabile, c’è il rischio di interruzioni di corrente e di instabilità del sistema.

    Poiché i sistemi eolici e solari forniscono corrente continua, sono necessari degli inverter per convertirla in corrente alternata compatibile con la rete. Finora, questi hanno seguito passivamente il ciclo esistente. Tuttavia, con l’eliminazione delle centrali elettriche tradizionali, è necessario un cambio di paradigma. In futuro, gli inverter dovranno essere essi stessi in grado di formare la rete, una sfida che il Politecnico di Zurigo ha affrontato con successo.

    Algoritmo invece di spegnimento
    Sotto la guida del Prof. Florian Dörfler, un team di ricerca del Politecnico di Zurigo ha sviluppato un sistema di controllo rivoluzionario per gli inverter. Questo impedisce ai sistemi di spegnersi automaticamente in caso di guasti alla rete, come i cali di tensione. Invece, rimangono collegati alla rete, stabilizzano attivamente la frequenza e limitano in modo indipendente la loro potenza di uscita. Un meccanismo di protezione che evita i sovraccarichi e supporta la rete allo stesso tempo.

    La soluzione è puramente software e quindi direttamente adatta all’uso industriale. I primi test pratici in laboratorio hanno avuto successo. È stata presentata una domanda di brevetto per i nuovi algoritmi, che potrebbero presto essere integrati nei sistemi di controllo industriali.

    Tabella di marcia per la transizione energetica
    L’approccio innovativo dell’ETH ha il potenziale per diventare la spina dorsale dell’alimentazione futura. Decentrata, flessibile, stabile, una rete elettrica che non è più sostenuta da poche grandi centrali, ma da migliaia di impianti solari ed eolici controllati in modo intelligente.

    I partner industriali sono invitati a collaborare con gli studenti dell’ETH per la realizzazione, ad esempio attraverso tesi di Master nelle aziende. Questo crea un trasferimento diretto di conoscenze dalla ricerca all’industria e, in ultima analisi, alle reti elettriche europee.

    Il contributo alla transizione energetica è notevole. La soluzione aumenta la sicurezza della rete, riduce il rischio di blackout e rende tecnicamente fattibile la transizione alle energie rinnovabili. Un elemento chiave per un futuro energetico resiliente e sostenibile.

  • La gestione intelligente dell’energia ottimizza il consumo di elettricità negli edifici

    La gestione intelligente dell’energia ottimizza il consumo di elettricità negli edifici

    Un algoritmo di controllo predittivo sviluppato dall’Empa ottimizza la gestione dell’energia negli edifici in modo da garantire la sicurezza dell’approvvigionamento nell’intero sistema energetico. I sistemi automatizzati per gli edifici comunicano direttamente con i fornitori di energia e la rete elettrica.

    Secondo un rapporto dell’Empa, i sistemi automatizzati possono ottimizzare il consumo di elettricità in modo tale da garantire sempre la stabilità della rete e la flessibilità per i consumatori. Allo stesso tempo, le eccedenze di energia non vengono necessariamente immagazzinate a livello locale, ma vengono immesse nella rete elettrica ogni volta che è possibile, in modo che la domanda possa essere soddisfatta in qualsiasi momento.

    Il test pratico condotto dall’Urban Energy Systems Lab dell’Empa nel suo edificio di prova NEST a Dübendorf si è concentrato sulla riduzione delle emissioni di CO2, sulla flessibilità della domanda di energia e sul comfort dei residenti. Utilizzando l’algoritmo di controllo predittivo, il team è riuscito a ottimizzare la gestione dell’energia all’interno dell’edificio con la seguente configurazione: un sistema fotovoltaico per la produzione di elettricità, un’unità di accumulo di batterie, una pompa di calore e una stazione di ricarica bidirezionale per veicoli elettrici.

    Secondo quanto riferito, il sistema ha ridotto le emissioni di CO2 dell’edificio di oltre il 10 percento. L’edificio è stato in grado di comunicare in anticipo il consumo e l’immissione di elettricità. “L’esperimento ha quindi dimostrato che la disponibilità flessibile di energia rinnovabile non è un problema a priori”, afferma l’Empa.

    Tuttavia, per poter implementare questi risultati su larga scala, in futuro gli edifici dovranno essere costantemente digitalizzati. La tecnologia sviluppata dalla scienziata Federica Bellizio sarà commercializzata dalla start-up Kuafu. Per il suo lavoro, ha recentemente ricevuto la borsa di studio Empa Entrepreneur Fellowship.