La tecnologia delle reti intelligenti è ora radicata nei moderni sistemi di distribuzione dell'energia in tutto il mondo. Molti paesi hanno rinvigorito le proprie reti elettriche con sistemi di reti intelligenti che consentono il monitoraggio attivo, l'ottimizzazione della distribuzione, la notifica di interruzioni e molto altro. E poiché le tecnologie adiacenti sono integrate nell'intelligenza delle utility, continueremo a vedere un miglioramento iterativo della rete intelligente.
La tecnologia solare e delle batterie sono esempi di grande impatto di tecnologie adiacenti che contribuiscono all'efficienza energetica delle reti intelligenti. Mentre l'energia solare è stata a lungo un'alternativa alla tradizionale rete elettrica, i progressi realizzati nei moduli dei pannelli solari, la tecnologia di inverter di potenza, contatori intelligenti e batterie hanno fatto sì che questa fonte di energia, un tempo scarsa, diventasse un elemento comune nelle reti elettriche residenziali e commerciali. Questo articolo esamina come le reti intelligenti e la tecnologia delle energie rinnovabili lavorano insieme per rendere la distribuzione dell'energia elettrica più efficiente e ridurre le emissioni di carbonio in tutto il mondo.
Energia rinnovabile moderna
Le nuove costruzioni residenziali in molte parti del mondo sono ora dotate di pannelli solari. In California, ad esempio, tutte le nuove costruzioni residenziali devono avere sistemi solari fotovoltaici (PV) integrati nei sistemi elettrici delle case (vedere DSIREUSA.org per un elenco completo delle politiche e degli incentivi sull'energia solare negli Stati Uniti). Questi sistemi fotovoltaici spesso vengono integrati automaticamente nella rete elettrica del servizio pubblico per consentire la distribuzione bidirezionale dell'energia. Questa metodologia di distribuzione dell'energia crea un'incredibile efficienza energetica della rete intelligente per i fornitori di servizi di pubblica utilità, in quanto possono limitare la generazione di combustibili fossili e distribuire l'energia più vicino al punto di utilizzo.
In una giornata di sole, un singolo pannello solare fotovoltaico può produrre quasi 2 kWh di elettricità, sufficienti per alimentare una lampadina a LED per otto giorni. La maggior parte delle installazioni solari residenziali ha da cinque a venti pannelli solari, che generano centinaia di kWh di elettricità al giorno. La maggior parte delle case residenziali non consuma grandi quantità di elettricità durante il giorno, quindi questa energia in eccesso può essere immagazzinata o condivisa.
Se una casa non dispone di una batteria ad accumulo locale, l'energia in eccesso creata viene immessa nella rete pubblica per contribuire ai servizi basati sulla domanda del fornitore di servizi pubblici. I fornitori di servizi pubblici che "raccolgono" energia da produttori fotovoltaici indipendenti spesso forniscono incentivi e compensi a questi produttori, come sconti sulle tariffe di consumo o rimborsi diretti del contributo energetico.
Vantaggi per i fornitori di servizi pubblici
Nelle reti energetiche, la maggiore inefficienza del sistema è la distribuzione dell'energia. Per i fornitori di servizi pubblici, la produzione di energia localizzata è vantaggiosa perché riduce drasticamente la distanza di trasmissione dell'elettricità e la domanda di produzione. Ad esempio, se una casa residenziale non dispone di energia solare, il fornitore di energia elettrica deve fornire tutta la sua energia. Il fornitore genera quindi questa energia (spesso utilizzando centrali elettriche a combustibili fossili) e poi la trasmette per lunghe distanze fino al punto di utilizzo.
Quando uno o più produttori fotovoltaici indipendenti nelle vicinanze immettono energia in eccesso nella rete, tale energia può essere ceduta ad altri consumatori, riducendo sia la domanda delle centrali elettriche sia la distanza totale di trasmissione dell'energia fino al punto di utilizzo. Questa riduzione della distanza di trasmissione può indirettamente ridurre le emissioni di carbonio e ridurre i costi operativi per il fornitore di servizi pubblici.
Pannelli solari fotovoltaici e sistemi accumulo per batterie
I sistemi di accumulo per batterie residenziali e commerciali aggiungono un'altra dimensione alla tecnologia delle reti intelligenti di energia rinnovabile, in quanto questi sistemi di batterie possono fornire energia locale al consumatore o alla società di servizi durante la notte. In inverno, la maggior parte del consumo energetico residenziale si verifica durante le ore del giorno in cui non si genera energia.
L'illuminazione, la cottura e la visione della TV avvengono spesso dopo il tramonto, quando i pannelli solari non producono elettricità. I grandi sistemi di batterie possono immagazzinare l'energia generata dai sistemi fotovoltaici durante il giorno, fornire tale energia al consumatore durante le ore non di punta e persino fornire energia alla rete elettrica se è sottoutilizzata dal consumatore nel punto di produzione. Una volta adottati in massa, questi sistemi di batterie vengono integrati nella rete, formando essenzialmente uno storage di rete che può essere utilizzato istantaneamente a livello di rete.
Rete intelligente ed energia rinnovabile
Le tecnologie delle reti intelligenti mirano a ridurre il consumo di combustibili fossili, aumentare la produzione di energia rinnovabile, ottimizzare l'efficienza del sistema di distribuzione e rendere l'elettricità accessibile al consumatore. I sistemi solari fotovoltaici e di accumulo per le batterie apportano una nuova efficienza alla rete intelligente. Questi sistemi attenuano la curva di domanda di una rete, riducono la tensione della rete, abbassano i costi di manutenzione della rete e riducono le emissioni di carbonio. Questo progresso della rete intelligente consente al consumatore e al fornitore di energia elettrica di risparmiare denaro.
