Tutti diamo per scontato un alimentatore affidabile. Tuttavia, la transizione energetica pone delle sfide per i gestori delle reti elettriche: molti generatori di energia decentralizzati e nuovi potenti consumatori si stanno integrando, modificando radicalmente i profili di carico e generazione delle famiglie. Una potente wallbox personale, ad esempio, funziona con una capacità di ricarica di 22 kW, che corrisponde a una decina di lavatrici. I tipici impianti fotovoltaici delle case unifamiliari possono alimentare fino a 15 kW quando splende il sole.
Maggiore trasparenza per le nostre reti elettriche
Eva Buchta | Inventori dell'anno Siemens | PhD
Eva Buchta è l'inventore dell'anno 2024: la sua invenzione aiuta a stabilizzare l'alimentazione
«In passato, quando l'elettricità veniva fornita principalmente da grandi centrali elettriche, il comportamento di consumo delle famiglie poteva essere stimato sufficientemente bene. Oggi ci sono molti nuovi carichi puntuali e picchi di generazione che rendono sempre più necessario monitorare e controllare le nostre reti locali al livello di tensione più basso», afferma Eva Buchta, vincitrice del premio Inventors of the Year 2024 nella categoria PhD. «La mia invenzione fornisce un metodo per stimare in modo affidabile l'attuale utilizzo della rete elettrica anche nelle reti di distribuzione locali, dove generalmente sono disponibili pochissime misurazioni in tempo reale. «
Analisi di produttori e consumatori
Come primo passo, è fondamentale identificare con precisione i singoli attori di una rete elettrica. Quali generatori di corrente sono presenti, dove si trovano e quanti sono? E quali tipi di consumatori sono connessi? Ad esempio, se ci sono diversi grandi impianti fotovoltaici uno accanto all'altro, c'è un'alta probabilità che si verifichino sovratensioni in quest'area con tempo soleggiato; se ci sono molti punti di ricarica in un'area, la tensione potrebbe diminuire in determinate condizioni. Queste informazioni di base possono essere utilizzate per creare profili di consumo tipici per le famiglie e statistiche di generazione per gli impianti fotovoltaici. Le correlazioni che vengono determinate tra i consumatori consentono inoltre una stima molto più accurata dello stato attuale della rete elettrica.
Determinazione della probabilità di stati critici del sistema
«L'obiettivo è raggiungere una maggiore trasparenza per la rete di distribuzione elettrica ed essere in grado di rilevare tempestivamente le violazioni dei limiti», afferma Eva. Un'ampia conoscenza pregressa, che può derivare da dati storici o statistici, è combinata con alcune misurazioni in tempo reale molto precise per calcolare la probabilità di violazioni dei limiti nelle linee elettriche e nei punti di connessione. «Se siamo intelligenti nel collocare i punti di misurazione all'interno della rete elettrica, ci bastano pochi punti per poter valutare lo stato della rete in tempo reale utilizzando il modello statistico», afferma Eva. «Le stime sono sufficientemente accurate da consentire agli operatori di rete di utilizzare i dati per reagire alla situazione attuale in una fase iniziale, consentendo di gestire le reti in modo efficiente, sostenibile e sicuro. «
