La rete elettrica tradizionale necessita di un importante ammodernamento. Progettato decenni fa, è stato costruito principalmente per trasportare elettricità da grandi centrali elettriche che bruciavano carbone e gas naturale. Tuttavia, con la rapida crescita delle fonti di energia rinnovabile, come i parchi eolici e solari, nonché delle singole case e aziende che generano la propria energia, la rete deve adattarsi. Per sfruttare appieno i progressi compiuti nell’energia senza emissioni di carbonio e aprire la strada a un futuro dominato dall’energia pulita, la rete deve essere sottoposta a una revisione significativa. Ciò significa non solo connettersi a fonti energetiche più prive di emissioni di carbonio, ma anche rendere la rete più affidabile e resiliente, soprattutto in tempi di interruzioni o disastri, quando l’alimentazione elettrica a siti essenziali come ospedali e strutture militari è cruciale.

Fortunatamente, la tecnologia sta rapidamente guidando la transizione verso le reti intelligenti, che hanno il potenziale per affrontare tutte e tre le sfide. Tuttavia, introducono anche nuove sfide alla sicurezza, all’affidabilità e alla gestione del carico della rete. È qui che entrano in gioco le soluzioni della piattaforma basata su Intel® che utilizzano tecnologie Internet of Things (IoT) come l'intelligenza artificiale (AI), l'apprendimento automatico e i Big Data. Queste tecnologie forniscono gli strumenti necessari come analisi e controllo automatico per gestire il numero crescente di nuove risorse energetiche nella rete.

Un progresso particolare nella rete è l’integrazione di grandi reti convenzionali con microreti a bassa tensione. Le microreti, che sono sistemi energetici locali su piccola scala, hanno la capacità di disconnettersi dalla rete pubblica tradizionale e funzionare in modo indipendente. Ciò significa che durante le riparazioni della rete o le emergenze che causano interruzioni di corrente diffuse, le microreti possono fungere da sofisticati sistemi di alimentazione di backup. Senza grandi infrastrutture da mantenere o riparare, le microreti sono anche meglio attrezzate per resistere a tempeste o disastri naturali.

Le microreti hanno anche la capacità di integrare varie risorse energetiche distribuite (DER) nella rete, comprese le fonti di energia pulita. Poiché la produzione di energia eolica e solare varia in base alle condizioni meteorologiche e all’ora del giorno, è utile avere la possibilità di attingere energia da queste fonti quando sono disponibili, avendo anche altre opzioni quando non lo sono. Ciò consente alle microreti di bilanciare la necessità di energia affidabile con l’obiettivo di ridurre le emissioni di carbonio.

L’attuale tecnologia delle microreti è relativamente semplice e consiste di pochi elementi chiave. Similmente alle reti tradizionali, la generazione di energia è al centro di un sistema microrete. Ciò può variare da generatori diesel e batterie, le fonti più comuni attualmente, a risorse rinnovabili come pannelli solari, parchi eolici, celle a combustibile o altre fonti di energia pulita. Il punto di accoppiamento comune (PCC) è il punto in cui una microrete si collega alla rete principale. In modalità connessa, i due sistemi funzionano in parallelo, con il PCC che mantiene gli stessi livelli di tensione in entrambi. Il PCC consente inoltre alla microrete di importare ed esportare elettricità dalla rete principale in risposta ai segnali di prezzo, utilizzando meccanismi di stoccaggio dell’energia come le batterie. In caso di problemi con la rete principale, un interruttore può disconnettere la microrete, consentendole di funzionare in modalità isola e fornire energia sufficiente per servire i carichi critici dei clienti, anche se la rete principale è offline. Il software AI con funzionalità di apprendimento automatico ottimizza continuamente questo processo.

L’uso di prodotti IoT nella rete può renderla più intelligente, più sicura, più protetta e più affidabile, il tutto riducendo i costi per i clienti. Con le piattaforme basate sull'architettura Intel®, le utility possono identificare i problemi di prestazioni per mantenere la tensione e la corrente a livelli stabili. I contatori intelligenti e i sensori integrati nelle linee elettriche possono aiutare a prevenire interruzioni di corrente, mentre le soluzioni di monitoraggio e manutenzione predittiva per trasformatori e pompe riducono rischi e costi.

I progetti di microrete hanno una vasta gamma di applicazioni a seconda della situazione e della scala. Una microrete universitaria, ad esempio, serve un singolo utente come un'università, un ospedale, una prigione o una struttura industriale. Le microreti comunitarie e distrettuali servono più clienti e sono completamente integrate nella rete energetica locale. All’estremo opposto, una nanogrid può fornire ad un singolo edificio un sistema di accumulo di energia. I sistemi energetici "off-grid" sono completamente disconnessi dalle reti di servizi locali e sono utili in siti remoti, isole o luoghi in cui è tecnicamente o economicamente irrealizzabile stabilire un punto di accoppiamento comune.

Affrontando una varietà di fattori, i progetti di microrete offrono numerosi vantaggi. Per i servizi di pubblica utilità, le microreti aiutano a ottimizzare la rete e a fornire servizi ausiliari. Forniscono anche elettricità ininterrotta per installazioni militari. Inoltre, le microreti offrono ai paesi in via di sviluppo e alle comunità isolate un’alternativa ai combustibili costosi e inquinanti.

In conclusione, la rete elettrica tradizionale deve subire un aggiornamento significativo per accogliere la crescente quantità di fonti energetiche rinnovabili e per garantire un’alimentazione elettrica affidabile e resiliente, soprattutto durante interruzioni o disastri. Le reti intelligenti, guidate dalla tecnologia e dalle soluzioni IoT, forniscono gli strumenti necessari per affrontare queste sfide. L’integrazione delle reti convenzionali con le microreti a bassa tensione consente flessibilità, efficienza e integrazione delle risorse energetiche distribuite. Con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, dell’apprendimento automatico e dell’analisi, le microreti possono bilanciare la necessità di energia affidabile riducendo al contempo le emissioni di carbonio. Utilizzando le soluzioni della piattaforma basata su Intel®, la rete diventa più intelligente, più sicura e più affidabile, avvantaggiando i clienti e riducendo i costi. I progetti di microrete offrono una gamma di applicazioni e vantaggi, dalla fornitura di singoli edifici al servizio di intere comunità e alla fornitura di un’alternativa energetica pulita per i paesi in via di sviluppo e le comunità isolate.

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