Trasporto di informazioni

Le formiche dispongono di un sistema di comunicazione estremamente efficiente basato su sostanze chimiche odorose. Le informazioni vengono così decodificate in modo univoco, come il sistema numerico binario.

Collegamenti intelligenti per più efficienza

Controllo dinamico dei consumi

Una rete elettrica stabile è l'elemento chiave per un approvvigionamento sicuro. Poiché l'incremento delle nuove energie rinnovabili comporta sempre maggiori oscillazioni dell'offerta e instabilità di rete non pianificabili, sul lato della domanda occorrono possibilità di accumulo, capacità di produzione utilizzabili in maniera flessibile e polmoni con funzioni di cuscinetto. Per controllare il fronte della domanda è necessario un collegamento tra i diversi elementi del sistema. A tal scopo Repower detiene una partecipazione del 35% in Swisscom Energy Solutions AG: insieme le due imprese sono impegnate nel settore della gestione dei carichi di rete e forniscono sempre più servizi di sistema.

La rete di trasmissione e di distribuzione è l'elemento di collegamento tra la produzione e il consumo nell'industria e nelle utenze domestiche. Per garantire la stabilità di rete si deve immettere in ogni momento tanta energia elettrica quanta ne viene consumata: dunque produzione e consumo devono essere sempre in perfetto equilibrio. Il mantenimento di questo equilibrio viene garantito dai servizi di sistema. I produttori di energia si impegnano, nei confronti dei gestori di rete, a garantire sempre una certa disponibilità di energia di bilanciamento per annullare le oscillazioni presenti nella rete elettrica. A tal scopo aumentano o riducono in un breve lasso di tempo le loro capacità di produzione.

Produzione variabile - domanda poco flessibile

Finora la produzione energetica era orientata ai consumi. Il carico di base veniva garantito da centrali elettriche centralizzate. I picchi di consumo potevano essere coperti con energia elettrica ottenuta da tecnologie flessibili, come le centrali di accumulazione. Con la ristrutturazione del mix di produzione energetica, nei prossimi anni il panorama della produzione continuerà a cambiare. L'energia da nuove fonti rinnovabili come vento, sole o biomassa rappresentano già oggi una parte significativa della produzione di elettricità in Europa. Solo in Germania la potenza installata di impianti fotovoltaici a fine 2012 era di 30 gigawatt, pari alla resa di 30 grandi centrali nucleari. Poiché gli impianti fotovoltaici non possono tuttavia fornire energia 24 ore su 24, la produzione media corrisponde approssimativamente solo a quella di quattro centrali nucleari. La differenza tra produzione a pieno regime in buone condizioni e la quasi totale carenza nelle giornate senza sole è enorme. Con l'immissione variabile e decentrata di energia da fonti rinnovabili vengono poste sfide completamente nuove al funzionamento del sistema.

Finora gli effetti sulla curva dei consumi sono stati solo di lieve entità. Ma come si può fare per garantire l'equilibrio necessario alla rete elettrica avendo una produzione oscillante e poco pianificabile da un lato e una domanda poco flessibile dall'altro lato? Una possibilità sarebbe quella di staccare dalla rete gli impianti eolici e solari, appena producono più energia di quanta ne sia necessaria. Questo approccio è però tutt'altro che efficiente, infatti l'energia che gli impianti potrebbero fornire andrebbe semplicemente persa. È dunque meglio «conservare» l'energia prodotta fino a quando sarà necessaria. Una soluzione già collaudata di stoccaggio temporaneo di energia in grandi volumi viene dalle centrali ad accumulazione con sistema di pompaggio. Tuttavia per poter accumulare e stoccare temporaneamente tutta l'energia prodotta in eccesso, oltre a un numero molto più alto di impianti attualmente esistenti e pianificati occorrerebbe un massiccio potenziamento delle reti di trasmissione. Servono dunque ulteriori soluzioni: piuttosto che continuare a orientare la produzione in base al consumo, in futuro si dovrà riuscire a controllare i consumi in modo da potersi adeguare alla produzione variabile.

Un sistema elettrico intelligente per il futuro

Per riuscire a orientare sempre più il consumo in base alla produzione, i produttori, gli accumulatori e i consumatori dovranno essere messi in condizione di comunicare tra loro in tempo reale. È necessario un collegamento e un coordinamento intelligente dei diversi componenti. L'attuale rete elettrica dovrà essere affiancata da tecnologie di informazione, comunicazione, automatismo e controllo. La cosiddetta «rete intelligente» (smart grid) si basa sul rilevamento automatico del consumo energetico e sull'immissione decentrata nei punti di misurazione, sulla trasmissione di questi dati a una centrale e sul controllo dinamico degli apparecchi di consumo. In questo modo, alla fornitura dei servizi di sistema contribuiscono non solo le centrali elettriche ma anche i consumatori, i cui apparecchi elettrici e sistemi di riscaldamento sono collegati in modo virtuale.

Contributo reale grazie a centrali elettriche virtuali

L'innovativo progetto che Repower sta attuando insieme a Swisscom EnergySolutions si basa proprio su questa idea. I sistemi di riscaldamento elettrici come pompe di calore, riscaldamenti ad accumulo notturno e boiler per l'acqua calda di diversi clienti vengono collegati tra loro in una cosiddetta centrale elettrica virtuale. Dai tanti singoli impianti, grazie alla fusione si crea un unico sistema, che per mezzo del controllo dinamico dei consumi può essere attivato o disattivato in tempi brevi. La domanda di energia viene ridotta nei momenti di picco, per essere rinviata ai momenti di minore consumo. Il carico di punta risparmiato può essere venduto alla società di rete nazionale Swissgrid come servizio di sistema.

Il progetto partirà nella primavera 2013 nell'area di distribuzione di Repower, nella Svizzera sud-orientale e, se i risultati saranno positivi, verrà esteso a tutto il territorio svizzero. In questo modo Repower può offrire a lungo termine un contributo significativo a favore di un efficiente approvvigionamento energetico.