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7 grandi sfide di una rete elettrica e le loro soluzioni

14 ottobre 2020 da Radoslav Stompf
7 grandi sfide di una rete elettrica e le loro soluzioni

L'elettricità è una cosa potente. Per poterne sfruttare i vantaggi, è necessario che la quantità di elettricità nella rete corrisponda al fabbisogno effettivo di consumo. A causa della domanda sempre crescente e della crescita della popolarità di tali progressi come i veicoli elettrici, ci sono diverse sfide che gli operatori di rete elettrica devono affrontare.

 

 

 

1. 1. Crescente quantità di fonti di energia rinnovabile

 

Si prevede che entro il 2050 il 62%dell'energia prodotta sarà coperta da fonti rinnovabili. In confronto, la quantità di energia verde generata nel 2019 rappresentava il 27%della produzione mondiale e solo il 13% dell'intera capacità produttiva in Slovacchia. Tuttavia, collegare le fonti di energia rinnovabile (FER) alla rete non è così semplice come può sembrare e la loro efficacia dipende interamente dalle condizioni meteorologiche. Da questo punto di vista, le FER sono considerate una fonte di energia instabile e il loro funzionamento, senza un sistema di gestione avanzato, può causare un gravesquilibrio della rete.

 

 

 

Soluzione: l'accumulo di energia elettrica.Batterie o altri sistemi di immagazzinamento dell'energia in grado di immagazzinare l'energia inutilizzata e di risparmiarla per necessità successive. L'intelligenza artificiale può migliorare i sistemi di previsione e quindi consentire previsioni meteorologiche o di consumo energetico più accurate. Con questo approccio, le aziende di servizi pubblici possonomigliorare la pianificazione del fabbisogno di energia elettrica dei loro clienti e le soluzioni di gestione intelligente dell'energia possono trasformare l'energia verde in un'alternativa affidabile ai combustibili fossili.

 

 

 

2. 2. Perdite di trasmissione dell'energia elettrica

 

La distribuzione dell'energia elettrica su lunghe distanze aumenta la temperatura all'interno delle linee elettriche e causa quindi notevoli perdite di energia sotto forma di calore. Alla fine, queste perdite sono pagate dai consumatori di energia elettrica di tutti i giorni. Nel 2019, le tariffe relative alle perdite di trasmissione dell'energia elettrica rappresentavano il 4,57% del prezzo finale dell'elettricità per le famiglie e il 4 % per i proprietari di aziende in Slovacchia. Anche se la quantità di energia che viene persa è relativamente bassa in Europa, circa il 4-5 %, in altri paesi sta raggiungendo cifre molto più elevate. Ad esempio il 19% in India e uno stupefacente 50%ad Haiti.

 

 

 

Soluzione:decentralizzazione energetica. Un passaggio dalla produzione di energia elettrica in poche grandi centrali elettriche a un sistema di piccole fonti energetiche locali che garantisca un consumo di energia il più vicino possibile alla fonte, anche a livello di singoli edifici residenziali, ad esempio i prosumer.

 

 

 

3. 3. Interruzioni di corrente frequenti

 

Le due cause più comuni di blackout sono le condizioni meteorologiche estreme e le linee elettriche consumate dal tempo. Mentre l'Europa non è colpita dal fatto che spesso gravi casi di blackout minacciano milioni di persone e hanno già causato danni per miliardi di dollari in tutta l'Australia e gli Stati Uniti. Oltre a paralizzare la vita nelle aree colpite, un enorme blackout può causare danni ai dispositivi elettronici e importanti perdite di dati.

 

 

 

Soluzione: maggioreautosufficienza energetica. Le fonti di backup, come le batterie, possono offrire una protezione di lunga durata in caso di blackout e garantire il funzionamento continuo di apparecchiature cruciali. Se combinato con una fonte di energia rinnovabile, un punto di consegna può accumulare energia verde e risparmiarla per un uso successivo.

 

 

 

4. 4. Elettromobilità

 

I veicoli elettrici (EV) sono ancora rari, ma i rapidi progressi tecnologici stanno aumentando la loro popolarità. Tuttavia, la ricarica dei veicoli elettrici può richiedere una notevole quantità di tempo e se non possiamo permettere di passare mezza giornata alla stazione di servizio, dobbiamo usare un compressore che consuma un'immensa quantità di energia. Per fare un confronto, una carica completa con un compressore equivale al lancio di 70 unità di condizionamento dell'aria contemporaneamente. Un tale cambiamento istantaneo della domanda di energia è unproblema enormeper la rete.

 

 

 

Soluzione: Smartgrid.Collegamentoonlinedi varie fonti come pannelli solari, batterie, caricabatterie EV o altre apparecchiature. Attraverso l'analisi dei "Big data" raccolti in tempo reale, è possibile accelerare i tempi di reazione ai cambiamenti nella rete elettrica e quindi garantire un'alta qualità e una fornitura di energia stabile. In altre parole, i dispositivi possono smaltire l'energia non utilizzata a beneficio di altre apparecchiature che ne hanno bisogno.

 

 

 

5. 5. Modernizzazione della rete

 

Mentre la vita operativa delle linee elettriche non è eterna e la ristrutturazione o la costruzione di nuove linee elettriche è costosa, c'è una costante necessità di aumentarne la capacità.

 

 

 

Soluzione:decentralizzazione energetica. Come già detto, la produzione e il consumo locale di energia riduce la quantità di elettricità distribuita attraverso la rete elettrica. Pertanto, le perdite di trasmissione sono più basse e le linee elettriche meno gravose durano più a lungo.

 

 

 

6. Minaccia di attacchi informatici

 

Anche la digitalizzazione del settore energetico ha i suoi effetti collaterali. Ci sono già stati casi in cui un gruppo di hacker si è infiltrato nei sistemi delle aziende energetiche ed ha esposto migliaia di famiglie ad un blackout controllato.

 

 

 

Soluzione: Blockchain. Il potenziale delle banche dati distribuite per eliminare i ciberattacchi si è dimostrato così efficiente che anche gli istituti finanziari internazionali come J.P. Morgan e Nasdaq ne prendono in considerazione l'attuazione. Analogamente, come nel caso del decentramento della produzione di energia in cui la responsabilità del funzionamento della rete non è nelle mani di un unico fornitore, le banche dati distribuite significano che un attacco a un singolo punto della rete, ad esempio a una centrale elettrica, non può interferire con il funzionamento dell'intero sistema.

 

 

 

7. 7. Minaccia di attacchi terroristici

 

Anche se un attacco alle fonti di cibo o ad altre forniture vitali può causare gravi problemi e panico nella società, con le attuali opzioni di trasporto la situazione può essere risolta in tempi relativamente brevi. D'altra parte, la devastazione delle linee elettriche può richiedere molto più tempo per essere riparata.

 

 

 

Soluzione:lemicroreti. O, per dirla in parole povere, le comunità energetiche autosufficienti. Se un gruppo terroristico decidesse di interrompere la fornitura di energia su larga scala, sarebbe necessario un attacco a un numero enorme di microgriglie.

 


Di Radoslav Stompf

Stompf

Radoslav Stompf è co-fondatore e CEO di FUERGY. Radoslav ha +20 anni di esperienza nello sviluppo di sistemi di controllo e ottimizzazione per l'industria energetica. È stato consulente applicativo senior per un fornitore di soluzioni IT complete per le aziende energetiche e industriali dell'Europa centrale. Nel 2014 è stato co-fondatore di SmartEn, dove ha assicurato l'ottimizzazione energetica per grandi clienti in cifre di oltre 10 milioni di euro all'anno. La missione di Radoslav è quella di contribuire a plasmare il futuro del mercato globale dell'energia.


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