I dispositivi intelligenti per programmare l’uso dell’elettricità possono prevenire i blackout

I dispositivi intelligenti per programmare l'uso dell'elettricità possono prevenire i blackout
Immagine che mostra i nodi e le linee di una rete elettrica prototipo. Ha un totale di 400 nodi, di cui 340 sono nodi con solo consumo, mentre i restanti 60 hanno consumo e generazione. I nodi sono interconnessi da 617 linee. Credito: B. Carreras che utilizza Mathematica

Le centrali elettriche generano elettricità e la inviano nelle linee elettriche che distribuiscono energia ai nodi, o siti, dove può essere utilizzata. Ma se il carico elettrico è superiore alla capacità del sistema, la trasmissione può fallire, portando a una cascata di guasti in tutta la rete elettrica.

Questo effetto domino è stato responsabile del più grande blackout nella storia degli Stati Uniti nel 2003, che ha lasciato 55 milioni di americani e canadesi senza elettricità per un costo stimato di 6 miliardi di dollari. Un blackout ancora più grande nel 2015 ha colpito 57 milioni di persone in Italia. I blackout causano effetti a catena in tutte le economie che interessano e possono essere pericolosi per le persone che dipendono dall’elettronica negli ospedali.

In un articolo pubblicato su Caos, gli autori mostrano che il controllo dal lato della domanda può essere una soluzione efficace per stabilizzare l’affidabilità delle reti elettriche che utilizzano un mix di fonti di generazione di energia.

Pere Colet e colleghi hanno preso in considerazione gli effetti della gestione del lato della domanda nelle reti elettriche utilizzando un modello per simulare le rapide fluttuazioni coinvolte e hanno testato il sistema sotto diversi carichi di domanda.

Gli autori hanno esteso un modello per la complessa dinamica dei blackout nelle reti elettriche includendo tre importanti fattori: variabilità intraday (picchi nella domanda di energia elettrica quando le persone si svegliano o tornano a casa dal lavoro), picchi di corrente causati dall’accensione simultanea di molti dispositivi elettrici ( per caso o per grandi fabbriche), e l’effetto della gestione della domanda (utilizzando dispositivi che ritardano l’accensione fino a quando la rete non è più libera) sulla rete elettrica.

“Con una frazione crescente di energia elettrica generata da centrali eoliche e solari, che sono soggette a cambiamenti meteorologici, le fluttuazioni aumenteranno e dobbiamo considerare diversi approcci di controllo per bilanciare il sistema”, ha affermato Colet. “I dispositivi abbastanza intelligenti da posticipare determinate attività possono aiutare. Questo è ciò che è noto come gestione del lato della domanda”.

Gli autori intendono continuare a studiare forme più avanzate di controllo della domanda, come la comunicazione tra i nodi. Stanno anche esplorando modelli in grado di valutare la quantità di energia solare ed eolica che può essere inclusa nelle reti senza aumentare il rischio di blackout dovuti alle fluttuazioni.

“L’implementazione di tecniche di gestione della domanda può essere molto utile per prevenire i blackout”, ha affermato Colet. “Un aspetto importante è che i clienti dovranno essere formati per rispondere con responsabilità sociale alle situazioni della domanda e imparare ad adattarsi alla situazione. Ciò sarà particolarmente importante quando si utilizzano fonti di energia rinnovabile”.


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