a cura di Molex | La domanda di energia cresce a un ritmo esponenziale. Trainato soprattutto dall’Asia, il consumo mondiale di energia aumenterà di quasi il 50% tra il 2018 e il 2050, secondo le previsioni della U.S. Energy Information Administration. Questo aumento della domanda si verificherà mentre gran parte dell’infrastruttura della rete elettrica mondiale si trova in una fase critica del suo ciclo di vita. Solo in Europa, il 40% dell’infrastruttura di rete ha più di 40 anni. Le sfide alla rete tradizionale costituiscono un tema ricorrente in tutte le applicazioni di gestione dell’energia: per avere un’alimentazione efficiente e affidabile, la rete deve essere modernizzata utilizzando apparecchiature più intelligenti con un’attenzione particolare ai dati e all’affidabilità.
Sfide per l’affidabilità della rete
Se l’invecchiamento delle infrastrutture e la crescita della domanda contribuiscono all’instabilità della rete elettrica, anche altri fattori giocano un ruolo importante. Eventi imprevisti possono causare interruzioni diffuse, non solo a livello locale, ma anche in intere regioni.
• Meteo estremo | Variazioni significative delle temperature, così come lunghi periodi di caldo o freddo, mettono a dura prova non solo la domanda di energia elettrica, ma anche le apparecchiature della rete. Eventi meteorologici come tornado, uragani, inondazioni e forti temporali possono mettere fuori uso l’energia elettrica nelle aree circostanti. Recentemente, un tifone ha colpito Okinawa, in Giappone, lasciando 200.000 famiglie senza corrente.
• Disagio geopolitico | Le relazioni e i conflitti geopolitici possono avere effetti a catena significativi, tra cui l’interruzione dell’affidabilità della rete. Ad esempio, un attacco militare all’infrastruttura di rete in un Paese può portare a una grave interruzione di corrente in una regione vicina. Gli embarghi commerciali e le tariffe possono innescare carenze di carburante e costringere i governi e i cittadini a cercare alternative più economiche o più accessibili. A causa di questi scenari globali, l’UE sta diversificando le proprie fonti energetiche per limitare la propria dipendenza dalle risorse petrolifere straniere.
• La fauna selvatica | Gli animali creano scompiglio anche nelle reti elettriche. In Giappone, un serpente è stato responsabile dell’interruzione dell’alimentazione di quasi 10.000 abitazioni. Negli Stati Uniti, gli scoiattoli da soli causano quasi la metà di tutte le interruzioni di corrente legate alla fauna selvatica. Sebbene questi esempi possano evocare immagini divertenti, la fauna selvatica provoca danni considerevoli a trasformatori, sottostazioni e linee elettriche, causando costose interruzioni su larga scala.
• Minacce alla sicurezza informatica | Negli ultimi anni, gli attacchi informatici hanno preso di mira le infrastrutture energetiche critiche in tutto il mondo, portando alla luce una nuova minaccia per la rete elettrica. Gli hacker possono accedere alle reti elettriche per via digitale – attraverso ransomware e vulnerabilità dei sistemi Internet of Things – e disattivare a distanza le apparecchiature. Sebbene questi incidenti siano generalmente poco segnalati, sono in costante aumento, una situazione che probabilmente continuerà con l’integrazione di tecnologie sempre più connesse nelle reti globali e con una maggiore esposizione. Comunità, istituzioni, aziende e interi Paesi stanno sperimentando iniziative energetiche innovative a seguito di questi dirompenti eventi ambientali, geopolitici e informatici.
Verso la modernizzazione della rete elettrica
Di fronte alla realtà di reti elettriche centralizzate sempre più inaffidabili, sia il settore pubblico che quello privato hanno implementato una serie di approcci energetici moderni che differiscono in modo significativo in tutto il mondo.
In Europa, ad esempio, Paesi come la Germania hanno abbracciato il concetto di “società completamente elettrica” con l’intento di eliminare gradualmente le fonti di energia tradizionali e implementare sistemi di energia completamente rinnovabile. Ma l’approccio europeo verso un futuro di energia rinnovabile pone sfide uniche alle infrastrutture. Ad esempio, nell’estate del 2023, i prezzi dell’elettricità in molti Paesi europei sono scesi in territorio negativo a causa dell’elevata quantità di energia solare reimmessa nella rete, mentre le fonti tradizionali non sono state in grado di ridurre significativamente la loro produzione, con conseguente surplus di energia. In futuro, la sfida e l’opportunità saranno quelle di immagazzinare questa energia per utilizzarla nei mesi invernali più bui. Negli Stati Uniti, l’energia rinnovabile è stata identificata come un approccio per integrare e supportare la rete elettrica tradizionale durante i periodi di alto utilizzo o di guasti critici. Ciò contribuisce ad alleviare la pressione dei picchi di domanda, a proteggere le infrastrutture critiche durante i periodi di inattività e semplicemente a minimizzare le potenziali interruzioni. Grazie all’indipendenza energetica, gli Stati Uniti sperano di diversificare le proprie fonti energetiche e di integrare soluzioni di backup più affidabili.
In Asia, la modernizzazione della rete è molto varia. In Cina, le iniziative governative hanno accelerato gli sforzi per aggiornare e sostituire le infrastrutture di rete obsolete, puntando molto sulle fonti di energia tradizionali come il carbone e installando al contempo grandi parchi solari ed eolici. Le Filippine stanno ponendo l’accento sulla sicurezza energetica nazionale, mentre la Thailandia si concentra sulle energie rinnovabili e sui meccanismi di cattura del carbonio. Questi esempi globali illustrano che, sebbene le motivazioni e le metodologie possano essere diverse, esiste un consenso universale sull’importanza della modernizzazione della rete.
Le reti intelligenti per un futuro affidabile
La tecnologia delle smart grid, che comprende un’ampia categoria di prodotti e sistemi che lavorano in tandem per modernizzare l’infrastruttura elettrica, mira a rendere la rete elettrica più affidabile e resiliente. Oltre a sostituire l’infrastrut
tura obsoleta, l’implementazione della tecnologia emergente delle smart grid può fornire efficienza attraverso una maggiore consapevolezza dell’uso e dell’allocazione dell’energia e una maggiore protezione dai tempi di inattività. Ecco come.
• I contatori intelligenti – Sostituiscono i tradizionali contatori del gas e dell’elettricità posti all’esterno delle abitazioni e forniscono una maggiore visibilità dei consumi. Molti contatori intelligenti possono inviare dati a un display domestico, offrendo ai consumatori l’opportunità di risparmiare denaro riducendo al minimo l’utilizzo nelle ore di punta. Gli stessi dati vengono inviati in modo sicuro all’azienda energetica, consentendo ai fornitori di anticipare meglio l’utilizzo e di prevenire e rilevare le interruzioni di corrente. Nella regione Asia-Pacifico si prevede che il numero di dispositivi di misurazione intelligenti installati raggiungerà il miliardo nel 2026, con vantaggi per i consumatori e la rete elettrica.
• Le risorse energetiche distribuite – Sono come centrali elettriche in miniatura nel vostro giardino. Un Der è una qualsiasi fonte di energia decentralizzata su piccola scala che può generare o immagazzinare elettricità. Ne sono un esempio i sistemi fotovoltaici (o solari), le turbine eoliche, le pompe di calore e i sistemi di accumulo di energia a batteria. I Der contribuiscono a ridurre gli sprechi energetici generando elettricità vicino al luogo in cui verrà utilizzata. Inoltre, migliorano l’affidabilità della rete elettrica agendo come fonti di energia di riserva durante le interruzioni e alleggerendo la rete durante i picchi di funzionamento.
• Le microgrid – Sono reti elettriche localizzate che operano indipendentemente da una rete centralizzata. Una serie di Der può costituire una microgrid, consentendo a un’area di mantenere l’elettricità durante un’interruzione della rete centralizzata più grande. Le microgrid mirano a mantenere in funzione infrastrutture critiche come ospedali e reti di comunicazione durante i periodi di interruzione o addirittura a sostituire del tutto le fonti energetiche tradizionali. Un buon esempio di comunità microgrid è Borrego Springs, in California. Questa cittadina remota ha una linea elettrica di 60 miglia che la collega alla rete elettrica centralizzata. Quando si verificano condizioni meteorologiche avverse, i residenti sono facilmente tagliati fuori dalla rete principale; ma con la sua smart grid localizzata, Borrego Springs può mantenere le luci accese. Altri casi di successo per le microgrid comunitarie si trovano in località come Olst, nei Paesi Bassi, e Shuanghu, nella regione autonoma del Tibet in Cina.
Creare un futuro energetico più intelligente
Molte tecnologie per le smart grid sono l’ultima linea di difesa contro un guasto o un’interruzione di maggiore entità e richiedono un’affidabilità superiore. Ma la crescente complessità di queste tecnologie e di questi dispositivi pone delle sfide di progettazione. Un recente sondaggio condotto da Molex su oltre 750 progettisti di elettronica e architetti di sistema ha evidenziato che l’affidabilità è al primo posto tra le preoccupazioni di ingegneri e clienti. Infatti, la stragrande maggioranza degli intervistati (96%) si preoccupa dell’affidabilità complessiva dei prodotti elettronici. L’esperienza ingegneristica di Molex e l’ampio portafoglio di soluzioni ad alta potenza assicurano che le tecnologie delle reti intelligenti funzionino in modo affidabile quando sono più necessarie. Le nostre risorse globali di ingegneria e di catena di fornitura sono pronte a contribuire a far progredire la distribuzione di energia fin dalle prime fasi di progettazione del prodotto.
Potrebbe interessarti anche:
