Tecnologie innovative per la trasmissione elettrica – Parte 1

ENTSO-E, il network europeo dei gestori di sistemi di trasmissione di energia elettrica (TSO), in collaborazione con Europacable, Friends of the Supergrid, Orgalime e T&D Europe, ha redatto “Technologies for Transmission System”. Si tratta di un rapporto che indaga le tecnologie ritenute più promettenti per il futuro sviluppo delle reti di trasmissione dell’energia elettrica. Esso fa parte di una serie di documenti e report consultabili sul sito di ENTSO-E all’interno del “10-year network development plan” (TYNDP), un vero e proprio piano di sviluppo decennale della rete elettrica europea.

Prima di analizzare il documento, è bene puntualizzare che i sistemi di trasmissione dell’elettricità si distinguono principalmente in HVAC e HVDC, a seconda che impieghino corrente alternata o corrente continua, ed in linee aeree o in cavo. In questo primo articolo ci occuperemo delle tecnologie HVAC.

Tecnologie per sistemi HVAC – linee

Per quanto riguarda le linee aeree, una delle tecnologie più promettenti è quella dei High Temperature Conductor (HTC), conduttori realizzati in materiali che permettono alla linea di lavorare a temperature più elevate rispetto alle convenzionai (circa 80° C), incrementando quindi la corrente trasportabile dal collegamento. Esistono poi conduttori High Temperature Low Sag (HTLS), i quali riescono anche a contenere l’allungamento del conduttore e il suo abbassamento rispetto all’orizzontale (ossia la “freccia”), in caso di aumento della temperatura. Un’altra tecnologia impiegata per ridurre le congestioni in rete è il Dynamic Line Rating (DLR). Si tratta di sistemi che, monitorando con metodi diretti o indiretti la temperatura reale del conduttore, permettono di aumentarne la portata ammissibile in maniera dinamica, differentemente dai convenzionali limiti di portata fissati in maniera stagionale e zonale.

Parlando di conduttori in cavo, l’isolamento estruso XLPE viene ormai impiegato sia per applicazione onshore sia offshore. Altre promettenti tecnologie per la trasmissione in cavo sono le Gas Insulated Lines (GIL), cavi con isolamento tipicamente in SF6 (gas serra altamente inquinante) per i quali sono allo studio applicazioni con gas meno impattanti, e i Super-Conducting Cables, cavi realizzati in materiale superconduttore.

Tecnologie per sistemi HVAC – infrastrutture

Per quanto riguarda l’infrastruttura a supporto della trasmissione, alcune tecnologie stanno  integrandosi in misura sempre maggiore nei sistemi elettrici. Si tratta di dispositivi che permettono di aumentare le capacità delle linee esistenti, mitigando congestioni e regolando i flussi di potenza (attiva e reattiva) in rete. Ad esempio, i Phase Shifter Transformer (PST) sono trasformatori a rapporto complesso che permettono di controllare la fase della tensione tra primario e secondario, ottimizzando la gestione dei flussi di potenza. Se i PST abilitano il controllo concentrato dei flussi di potenza, una soluzione modulare e distribuita è rappresentata dai Distributed Series Reactors (DSR). I Flexible AC Transmission Systems (FACTS), invece, sono dispositivi di elettronica di potenza capaci di operare un controllo dinamico e rapido del reattivo e delle tensioni. In un sistema elettrico sempre più complesso, l’integrazione di tutti questi dispositivi deve essere accompagnata dall’utilizzo di tecnologie PMU/WAMS, per il monitoraggio in tempo reale delle reti.

Il documento completo è consultabile qui.