L'articolo parla dell'effetto combinato di energia solare, sistemi di accumulo di energia e infrastrutture di rete intelligenti, insieme alla modernizzazione della rete e alla smart grid. Questa integrazione rivoluziona la produzione, l'accumulo e la distribuzione di energia sostenibile. Non solo migliora l'efficienza e l'affidabilità delle utility elettriche, ma crea anche un sistema energetico più verde e resiliente.
Modernizzazione della rete e Smart Grid
La rete elettrica non riguarda solo la generazione e la trasmissione di elettricità. I proprietari di asset, i produttori, i fornitori di servizi e i funzionari governativi lavorano insieme per mantenere una rete elettrica altamente affidabile.
Per garantire fonti di energia affidabili, sicure e pulite, l'Office of Electricity (OE) collabora con i suoi partner pubblici e privati per migliorare, rivitalizzare e aggiornare le infrastrutture energetiche.
L'infrastruttura elettrica è vecchia e sovraccarica, ma modernizzarla e renderla più intelligente ne aumenterà la resilienza . Tecnologie, apparecchiature e sistemi di controllo all'avanguardia possono ridurre le interruzioni di corrente e migliorare l'efficienza nella distribuzione dell'elettricità. Contribuiscono inoltre a minimizzare l'impatto delle tempeste e a ripristinare il servizio più rapidamente in caso di interruzioni. Grazie al comodo accesso ai propri dati, i consumatori possono controllare facilmente il proprio consumo energetico e gestire efficacemente i costi associati. L'aggiornamento della rete elettrica offre numerosi vantaggi alle aziende di servizi pubblici, tra cui:
- Migliore integrazione delle fonti energetiche rinnovabili
- Carichi di punta ridotti.
- Maggiore sicurezza
- Minori spese operative
I progressi nelle tecnologie di comunicazione bidirezionale, nei sistemi di controllo e nell'elaborazione informatica hanno aperto la strada all'implementazione delle tecnologie smart grid . Le tecnologie avanzate utilizzate nella modernizzazione delle smart grid includono:
- Unità di misura del fasore (PMU), ovvero sensori avanzati che aiutano gli operatori a valutare la stabilità della rete.
- I contatori digitali forniscono ai consumatori informazioni migliori e segnalano automaticamente le interruzioni.
- I relè vengono utilizzati per rilevare e ripristinare automaticamente i guasti nella sottostazione.
- Gli interruttori di alimentazione automatici reindirizzano l'energia per aggirare i problemi, mentre le batterie immagazzinano l'energia in eccesso per un utilizzo successivo, al fine di soddisfare la domanda dei clienti.
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Caratteristiche della tecnologia Smart Grid
Le sei caratteristiche comuni delle reti intelligenti sono le seguenti:
1. Enfasi sui dati.
Le reti intelligenti (smart grid) si caratterizzano per una migliore integrazione della raccolta, elaborazione e condivisione dei dati nel sistema energetico. I sensori IoT raccolgono informazioni in tempo reale sulla generazione e trasmissione di energia elettrica. Questi dati sono accessibili sia agli utenti finali, che possono monitorare il proprio consumo energetico, sia alle città, che possono analizzare fattori come l'illuminazione stradale, i flussi di traffico e l'accumulo di calore.
2. Maggiore resilienza della rete.
Le reti intelligenti traggono vantaggio dall'utilizzo dei dati, che aiutano a identificare e risolvere i problemi . La manutenzione predittiva consente di risparmiare sui costi, ridurre al minimo i tempi di inattività e prolungare la durata utile delle apparecchiature. L'integrazione di fonti di energia distribuite migliora la resilienza della rete elettrica.
3. Espandere la generazione di energia
Le fonti energetiche rinnovabili a basse emissioni di carbonio presentano problemi di efficienza. L'energia eolica e il fotovoltaico hanno un'efficienza inferiore rispetto al carbone o agli idrocarburi. Le reti intelligenti e la gestione della domanda contribuiscono a stabilizzare la domanda , mentre la tecnologia delle batterie e la conversione dell'idrogeno aumenteranno la cattura di energia rinnovabile . L'accumulo di energia solare su larga scala e i sistemi di accumulo energetico per reti intelligenti, come l'idroelettrico a pompaggio, rafforzano la resilienza della rete elettrica.
4. Miglioramento dei sistemi esistenti.
Per far funzionare correttamente le reti intelligenti e migliorare l'efficienza energetica, è necessario ammodernare alcune infrastrutture critiche, come i quadri elettrici. Questo ammodernamento consentirà un migliore monitoraggio e controllo del flusso di energia, aspetto fondamentale quando si ha a che fare con diverse fonti energetiche. Inoltre, le reti intelligenti includono sistemi di accumulo per ridurre lo spreco di energia rinnovabile e fornire alimentazione di riserva alla rete. Non è necessario sostituire l'attuale rete, ma sono necessari interventi di ammodernamento mirati.
5. Ottimizzazione del mercato migliorata.
Il prezzo è un fattore chiave nel determinare la domanda di qualsiasi risorsa o bene. Le reti intelligenti (smart grid) sfruttano questo concetto per ottimizzare il consumo e la produzione di energia durante l'arco della giornata. Due tecnologie principali, la Demand Response (risposta alla domanda) e la Dynamic Demand (domanda dinamica ), contribuiscono a raggiungere questo obiettivo utilizzando sensori per bilanciare domanda e offerta all'interno della rete . Tale equilibrio viene ottenuto programmando i dispositivi in modo che regolino il loro consumo energetico in base alle esigenze della rete. Ad esempio, le batterie municipali possono ritardare la ricarica e i data center possono programmare le attività per la notte o rispondere a improvvisi picchi di energia rinnovabile.
6. Standard universali
Le reti intelligenti (smart grid) mirano ad ampliare l'interoperabilità per creare un sistema energetico unificato. Ciò implica una maggiore condivisione dei dati e lo sviluppo di standard universali per apparecchiature e tecnologie. Gli standard per le apparecchiature elettriche migliorano la sicurezza e riducono il rischio di danni e tempi di inattività. I quadri di controllo UL508A fungono da standard di sicurezza in ambienti industriali ed elettrici. L'interoperabilità degli standard di sicurezza digitale consente la condivisione dei dati mantenendo il controllo e prevenendo le violazioni.
La trasformazione della rete elettrica crea sfide e opportunità per migliorare il sistema di distribuzione dell'elettricità. Affinché la modernizzazione della rete abbia successo, è essenziale avere uno sforzo ben coordinato e strategico incentrato su ricerca, sviluppo e dimostrazione (RD&D) che coinvolga attivamente sia il settore pubblico che quello privato.
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