Installatore di SMART GRIDS specializzato in reti di distribuzione - Q3mee
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Installatore di SMART GRIDS
specializzato in reti di
distribuzione
Modulo 4
Autore: Con contribuzione:
Il modulo di apprendimento è stato creato nel progetto Qualificazioni per il terzo millennio in
ingegneria elettrica nel programma Erasmus+, numero di registrazione 2016-1-CZ01-KA202-024017.
Il sostegno della Commissione europea alla produzione di questa pubblicazione non costituisce
un'approvazione del contenuto, che riflette esclusivamente il punto di vista degli autori, e la
Commissione non può essere ritenuta responsabile per l'uso che può essere fatto delle informazioni ivi
contenute.
CONTENUTI
1 Cavi elettrici ........................................................................................................................ 1
2 Concezione e benefici delle reti intelligenti (smart grid) .................................................... 3
2.1 Reti di distribuzione tradizionali ................................................................................. 4
2.2 Reti intelligenti ............................................................................................................ 4
2.3 Tipologie di consumatori ............................................................................................. 5
3 Tecnologie di distribuzione innovative ............................................................................... 9
3.1 CPC – cavo elettrico combinato 1-AYKY-J-O ........................................................... 9
3.2 Cavi tripolari a medio voltaggio ................................................................................ 10
3.3 Tecnologia ofLLW .................................................................................................... 11
4 Sviluppo futuro e realizzazione di sg in repubblica ceca .................................................. 13
4.1 Origine del NAP SG .................................................................................................. 13
4.2 Previsioni del futuro sviluppo e delle realizzazioni delle sg in Repubblica Ceca ... 13
5 Energia prodotta da risorse rinnovabili ............................................................................. 17
5.1 Impianti idroelettrici di piccole dimensioni -SHPP ................................................... 18
5.2 Energia eolica - WE ................................................................................................... 19
5.3 Impianti fotovoltaici - PPP ........................................................................................ 20
5.4 Biogas - BG ............................................................................................................... 22
5.5 Biomassa - BMS ........................................................................................................ 22
6 Accumulazione dell’energia prodotta ................................................................................ 24
6.1 Tipologie basiche di accumulazione.......................................................................... 24
6.2 Potenzialità dell’accumulazione di energia elettrica in repubblica ceca ................... 25
7 Tecnologie di comunicazione per reti intelligenti ............................................................. 27
7.1 Tecnologie di comunicazione - tipologie .................................................................. 27
7.2 Infrastruttura di comunicazione ................................................................................. 32
7.3 Sicurezza cibernetica delle smart grid ....................................................................... 33
8 Sistema di controllo remoto di massa (HDO) ................................................................... 35
8.1 Principi del controllo remoto di massa (HDO) .......................................................... 36
9 Monitoraggio intelligente del consumo energetico (Smart Metering) .............................. 39
9.1 Compomenti basiche del sistema AMM ................................................................... 40
9.2 Numero di installazioni in repubblica ceca ............................................................... 43
10 Misurazione in DTS e DS (parametri on-line, qualità, bilancio) .................................. 44
10.1 Misurazione in DTS................................................................................................... 44
11 Elementi automatizzati nella rete di distribuzione ........................................................ 49
11.1 Topologia semplificata delle reti LV ......................................................................... 49
11.2 Automzione di reti LV ............................................................................................... 50
11.3 Automazione di reti a medio voltaggio ..................................................................... 54 12 Testi di riferimento ........................................................................................................ 61
ELENCO DI ACRONIMI E ABBREVIAZIONI AMM - Automatic Meter Management; comunicazione bidirezionale. DECE – Generazione distribuita/decentralizzata DOU – Controllore telecomandato di interruttori montanti sui poli DG– Rete di Distribuzione DTS – Trasformatore di Rete ERO–Ufficio per la Regolazione Energetica EPTN CZ– Network di Trasmissione dell’Energia Elettrica in Repubblica Ceca PPS– Centrale elettrica fotovoltaica CRC – Controllo Remoto Collettivo NPS– Centrale Elettrica Nucleare KGJ – Unità di cogenerazione (motore a combustione) LAN – Reti locali LDN– Reti di distribuzione locale NAP SG – Piano d’Azione Nazionale per le Smart Grid LV– Basso voltaggio RES– Fonti di energia rinnovabili PDS – Operatore della rete di distribuzione PLC– Comunicazione su linee elettriche LLW – Live-Line Working EPTN– Rete di trasmissione di energia elettrica PVE –Impianto idroelettrico per l’accumulazione tramite pompaggio SG - Smart grids (Reti Intelligenti) TR – Trasformatori di potenza VN– Medio voltaggio WPP–Impianti di energia eolica HV-Alto voltaggio WAN – Rete estesa EHV-Altissimo voltaggio
1 Cavi elettrici
Insieme all’installazione di sorgenti centralizzate di energia elettrica volti alla produzione di
energia e agli apparecchi elettrici, è sorta la necessità di sviluppare un sistema affidabile per la
trasmissione dell’energia elettrica direttamente dalla sorgente agli apparecchi elettrici.
In seguito ad ulteriori approfondimenti, si è arrivati a dimostrare il bisogno di una graduale
unificazione nel sistema di trasmissione energetica – le cosiddette reti o network. Nel 2016 il
consumo nazionale di energia elettrica in Repubblica Ceca (CZ) ammontava 6 137 kWh a
persona.
I cavi elettrici possono essere intesi come un insieme di stazioni elettriche singole
interconnesse reciprocamente e situate all’esterno, e linee di cavi per la trasmissione e
distribuzione di energia elettrica.
Gli standard e le regolamentazioni dell’industria energetica classificano il voltaggio elettrico
secondo i seguenti intervalli di tensione in base alla potenza:
ELV Bassissimo voltaggio, non supera i 50 V
LV Basso voltaggio, nell’intervallo di 50-1000 V
MV Medio voltaggio, nell’intervallo di 1000-52 kV
HV Alto voltaggio, nell’intervallo di 52-300 kV
EHV Altissimo voltaggio, nell’intervallo 300 kV-800 kV
UHV Voltaggio ultra elevato, supera i 800 kV
Tra gli intervalli summenzionati, nel sistema di distribuzione della Repubblica Ceca, ci sono
alcuni voltaggi usati più di frequente:
0,4 kV - DS (si tratta di tensione fase-a-fase a 400 V e corrisponde a 230 V di tensione
di fase)
22 kV - DS
35 kV - DS
110 kV - DS e TS
220 kV - PS
400 kV - PS
DS sta per sistema di distribuzione e TS per sistema di rete
TS: Il Sistema di rete è un sistema di dispositivi volto alla trasmissione di energia elettrica
dai produttori ai consumatori, ovvero un tipo di trasmissione su larga scala di energia generata
da grandi sorgenti (centrali elettriche) e diretta a grandi punti di distribuzione. La rete di
trasmissione potrebbe essere paragonata, in termini di importanza, a una rete autostradale, dal
momento che rappresenta la spina dorsale della trasmissione di energia elettrica sulla lunga
distanza e in grande quantità.
TS: La parte della rete di distribuzione relativa al passaggio dai punti di distribuzione al
singolo utente, per esempio nelle case o nelle aziende, viene chiamata distribuzione di energia
elettrica e i dispositivi corrispondenti formano il sistema di distribuzione.
1
Affidabilità e qualità degli alimentatori elettrici
L’affidabilità e la qualità degli alimentatori elettrici è un punto chiave nell’ingegneria
nucleare contemporanea, di cui uno degli scopi primari è proprio quello di garantire l’una e
l’altra. Tutti i partecipanti indipendenti del mercato sono parte di questo processo, in veste di
produttori, gestori dei sistemi di trasporto (TSO), gestori del sistema di distribuzione (DSO),
fornitori di energia elettrica, o consumatori.
Attualmente si discute molto su come consolidare il grado di affidabilità degli apparecchi
elettrici percepito dai consumatori, e del rapido sviluppo della produzione di energia elettrica
dispersa, proveniente soprattutto da fonti di energia rinnovabile. L’evoluzione tecnologica ci
sta portando ad un utilizzo sempre maggiore di dispositivi non lineari e di apparecchi con
attributi operativi modificabili.
L’ingegneria nucleare contemporanea sta affrontado delle sfide assolutamente nuove, per le
quali non sono ancora state creati sistemi o reti adeguate. Una ragione, per esempio, è
l’impatto negativo causato dallo sviluppo e dal supporto dell’ “energia verde” in tutta Europa,
al quale è strettamente connesso il boom di risorse decentralizzate collegate a reti a basso
voltaggio, la direzione non-standard di output di flusso di energia da intervalli di voltaggio
basso a intervalli di voltagio maggiori, chiamati anche “flussi di ricircolo” prodotti da mulini
a vento sul Mar del Nord.
Nel risolvere queste problematiche, ci si scontra sempre di più col bisogno di implementare le
cosiddette „smart grids“, che hanno lo scopo di eliminare la maggior parte degli impatti
negativi e di permettere un grado di integrazione ancora maggiore delle risorse energetiche
decentralizzate all’interno dell’intero sistema, permettendo anche un sistema di
accumulazione di energia elettrica. Non sono ancora state trovate le giuste soluzioni per le
diverse problematiche che questo cambiamento nell’ingegneria nucleare porterà con sé. In
questo contesto, è importante porre attenzione al tema dell’affidabilità e della qualità di
distribuzione che potrebbero essere influenzate dall’integrazione di un numero molto elevato
di elementi nuovi all’interno del sistema. Allo stesso tempo, non bisogna dimenticarsi degli
interessi e dei bisogni degli utenti di energia elettrica, in quanto saranno gli unici a dover
pagare per investire nei costi di energia distribuita.
2
2 Concezione e benefici delle reti intelligenti (smart grid)
Una delle ragioni principali per le quali introdurre la tecnologia SMART (ossia alimentatori
„smart“ dal produttore al consumatore) è che l’energia elettrica prodotta dalle risorse
centralizzate è stata in gran parte integrata dalle MicroSources (unità di produzione ridotta di
energia elettrica decentralizzata, originata soprattutto da fonti di energia rinnovabile, per
esempio solare, idroelettrica e delle centrali energetiche eoliche). Chiamiamo questo
fenomeno decetralizzazione dell’ingegneria nucleare. La decentralizzazione dell’ingegneria
nucleare e il conseguente sviluppo di reti di distribuzione locale, naturalmente, porta a nuove
disposizioni. Inoltre, si percepisce una certa pressione dovuta alla riduzione generale nel
livello di emissione energetica. In particolar modo in Europa ci si sta dirigendo verso un
drastico calo delle operazioni di ingegneria nucleare e del carbone.
Gli alimentatori originati dalle risorse di energia rinnovabile, siccome dipendono dal tempo
atmosferico, sono per loro natura inconsistenti, perciò l’applicazione e l’uso delle Smart Grid
diventerà inevitabile nell’immediato futuro. È necessario garantire un tipo di integrazione di
alta qualità della produzione di piccole risorse energetiche connesse alle reti di distribuzione.
Un esempio tipico sono i pannelli fotovoltaici posizionati sui tetti delle case private che in
parte prevengono il consumarsi delle abitazioni.
Risulta ovvio che questa tendenza andrà potenziandosi nel futuro. Secondo l’Agenzia
Internazionale per l’Energia, entro il 2030 la ripartizione di energia elettrica da fonti
rinnovabili sul totale di energia elettrica prodotta aumenterà dall’attuale 13% al 26%. Le
previsioni della Commissione Europea mostrano che entro il 2020 la capacità di produzione
decentralizzata, entro i confine dell’Unione Europea, aumenterà del 400% e raggiungerà il
10% della ripartizione della capacità di produzione totale. L’integrazione di un numero così
elevato di generatori elettrici decentralizzati all’intero delle reti di distribuzione, porterà con
sé nuove richieste in termini di operazioni e disposizione generale.
Ciò causa anche un cambiamento nelle richieste e nelle aspettative degli utenti esperti relativo
alla possibilità di controllare in prima persona il proprio consumo energetico e ai criteri
necessari per calcolare il prezzo dell’elettricità che soddisfa i loro bisogni. Molti Paesi europei
supportano i regolatori di energia locale attraverso la preferenza o la richiesta di installazioni
di „contatori intelligenti“ (contatori digitali che rendono possibile la comunicazione bilaterale
a distanza e la misurazione costante del flusso di energia elettrica). Per esempio, in Italia,
Olanda e Svezia è stato installato questo tipo di contatori in zone molto estese.
Il concetto di Smart Grid viene spesso erroneamente confuso con l’idea di un’installazione per
la misurazione intelligente nel luogo di derivazione. La realtà è più complicata e la
misurazione intelligente è solo una delle molte importanti componenti del sistema. È più una
questione di automazione estensiva di diversi livelli di voltaggio e di creazione di
infrastrutture per la comunicazione. Le reti intelligenti rappresentano una componente
concettuale della tecnologia SMART. Inoltre, l’implementazione del concetto di Smart Grid
non ha delle regole ben precise (in UE le condizioni dell’ingegneria nucleare sono abbastanza
diverse e le singole tecnologie Smart Grid non state applicate nello stesso momento).
Ovviamente, non c’è alcun bisogno di accelerare i tempi, perciò al momento l’ingegneria
3
nucleare si occupa soprattutto dello sviluppo futuro e della verifica delle tecnologie più
adeguate. La concezione di Smart comprende questi campi:
SG - Smart Grids: rete di distribuzione smart (intelligente),
SM - Smart Meters: misurazione intelligente della qualità che rappresenta la colonna
portante delle Smart Grid,
SH - Smart Home: abitazione intelligenti che sfruttano al meglio l’energia e ne
evitano il consumo,
SB - Smart Building: i moderni edifici intelligenti includono dispositivi meccannici
complessi, un sistema di controllo sofisticato e un insieme di funzioni che
garantiscono sicurezza, comfort e produttività,
SC - Smart City: l’uso delle tecnologie moderne, soprattutto informative, ha un
impatto sulla qualità della vita e sulle infrastrutture nelle città,
Super grid: trasmissione alternata ad alto voltaggio della rete europea (600 kV, 800
kV) per la trasmissione di energia da OZE al luogo di derivazione.
2.1 Reti di distribuzione tradizionali
Una rete di distribuzione tradizionale è caratterizzata dalla produzione di energia elettrica
centralizzata. Il flusso energetico si muove dal generatore al consumatore; la comunicazione è
unilaterale. Il sistema funziona prevalentemente senza monitoraggio, con un numero di
sensori molto limitato e un grado di tendenza al guasto e al blackout minimo. La riaccensione
dei contatori avviene principalmente in maniera manuale.
La concezione tradizionale di network si basa sull’idea di produzione verificabile e solo
parzialmente sull’idea di consumo „prevedibile“. In passato l’energia elettrica circolava solo
in una direzione, cioè dalla centrale elettrica ai consumatori. Tuttavia, al giorno d’oggi, le
risorse di energia alternativa stanno producendo quantità sempre maggiori di energia
rinnovabile, e l’energia elettrica penetra nei cavi elettrici in diversi modi, tra cui per esempio,
attraverso le reti di distribuzione (la cosiddetta generazione distribuita). Nonostante ciò, le reti
di trasmissione attuali non sono progettate per flussi di energia multilaterale di questo tipo.
2.2 Reti intelligenti
Le reti intelligenti (Smart grid) (d’ora in poi indicate con l’abbreviazione SG) sono linee di
energia elettrica e di energia di comunicazione automatiche che permettono la regolare
produzione e il consumo di energia elettrica in tempo reale su scala locale e globale. Gli
edifici industriali e pubblici diventeranno partecipanti attivi del mercato dell’energia elettrica.
Questi cambiamenti avranno un impatto anche sui processi di generazione, consumo e
stoccaggio dell’energia elettrica.
Una parte della produzione non sarà più prevedibile dopo un collegamento più ampio di
risorse rinnovabili, per contro, un’altra parte potrà essere controllata. Di base, le SG
rappresentano un tipo di comunicazione interattiva e bilaterale tra le risorse di generazione
energetica e gli utenti o tra le prime e gli apparecchi elettrici. Tale comunicazione ha lo scopo
4
di fornire le adeguate informazioni sulla produzione energetica contemporanea e le varie
possibilità di consumo.
2.3 Tipologie di consumatori
I cambiamenti che stanno avvenendo in questo momento nel settore dell’ingegneria nucleare
sono supportati anche dal desiderio dei consumatori di energia elettrica di aumentare il livello
di libertà e indipendenza rispetto al modo di gestire i proprio bisogni in termini di consumo
energetico. I bisogni di ogni consumatore sono spesso diversi e l’ingegneria nucleare ha
proprio lo scopo di soddisfare tutte le varie necessità. In base ai bisogni, suddividiamo le
tipologie di consumatori in questo modo:
A. PROSUMERS (consumatore professionale) – consumatori di energia che hanno
installato un generatore personale. La diffusione capitale di prosumer ha cominciato a
farsi notare nel momento in cui i consumatori hanno installato il proprio dispositivo di
generazione del luogo di derivazione con l’intento di avere dei vantaggi o, più
precisamente, di aumentare i benefici derivanti da sovvenzioni (cosiddetti „prosumer
economicamente motivati“) a seconda delle norme a supporto delle risorse
energetiche. Tuttavia, con lo sviluppo delle tecnologie, sarebbe meglio parlare di
consumatore „auto-motivato„, ossia un consumatore che è naturalmente motivato
economicamente (senza sovvenzioni artificiali, senza supporti statali o pubblici) ad
installare il proprio dispositivo di generazione nel luogo di derivazione. Tuttavia,
l’applicazione delle SG non sarà gratuita e gli utenti, prevalentemente prosumer,
dovranno partecipare alle spese, nei limiti del possibile.
B. CONSUMATORI – un ampio assortimento di consumatori che preferisce la
semplicità, il „non preoccuparti“. Per questi consumatori, l’ingegneria nucleare
salvaguarda la „semplicità“ di un mondo in cui non ci si deve preoccupare più di tanto
di ciò che riguarda l’energia elettrica.
I vantaggi di utilizzare le sg per la distribuzione dell’energia
L’automatizzazione completa della connessione del controllo digitale e del sistema di
controllo. Il distributore avrebbe una visione globale immediata dello stato della rete di
distribuzione e gestirebbe la situazione in modo da connettere in modo efficace le risorse di
energia alternativa, combinandoli convenientemente con le risorse tradizionali. Una rete
intelligente ha la capacità di identificare un sovraccarico nella rete di distribuzione e
attraverso il reindirizzamento del flusso di energia può far diminuire il sovraccarico in un
certo punto, mentre l’energia in eccesso viene „accumulata“ in qualche deposito. In questo
modo è possibile prevenire il rischio di blackout in quella zona. Allo stesso tempo, permette
di monitorare le azioni e le condizioni tecniche della rete di distribuzione, risolvendo guasti e
blackout e fornendo incentivi per la ricostruzione di reti di distribuzione.
I contatori intelligenti sono in grado di individuare un tentativo di manipolazione non
autorizzata, possono essere usati come mezzo di prevenzione dei crimini e delle perdite. I dati
misurati vengono letti automaticamente e sono controllati a distanza, per cui non è necessario
recarsi sul luogo dei punti di derivazione.
5
Il controllo telecomandato dei contatori permette la disconnessione immediata, in caso di
disastro naturale, riduzione di output massimali, cambio di prezzi dell’elettricità ecc...
Il controllo delle qualità variabili in tempo reale. Uno degli elementi chiave è, quindi, la
misurazione multi-utility, un sistema di misurazione per l’ingegneria nucleare che può
avvenire senza spese elevate e volto a raccogliere valori che vengono assunti dalla
misurazione dell’acqua, del gas ecc.. Questi dati vengono spediti immediatamente al fornitore
di energia elettrica, che in questo modo viene informato sulle richieste di ogni consumatore.
Riduzione forzata dei punti di prelievo attraverso la limitazione della cosiddetta minima di
sicurezza, cioè una misura di sicurezza marginale in una condizione di emergenza quando c’è
pericolo di blackout generale.
I vantaggi di utilizzare le sg per i consumatori
Il Consumatore (utente finale) ha accesso ai dati e in base ad essi può aggiustare il proprio
comportamento e, di conseguenza, risparmiare energia. Le SG comunicano con il
consumatore in tempo reale e ottimizzano il consumo rispetto al prezzo dell’energia e alla
responsabilità ambientale. In questo modo si ottiene una migliore integrazione delle risorse
energetiche rinnovabili. Il sistema di distribuzione sta diventando la via migliore per
permettere alle abitazioni di poter accendere gli elettrodomestici nelle ore del giorno o della
notte in cui i prezzi sono più bassi.
Le operazione autonome verranno usate e sviluppate dalle aziende dalle unità locali per le
quali la cogenerazione potrebbe essere la soluzione al problema del riscaldamento e degli
alimentatori elettrici. Saranno richiesti nuovi strumenti che permetteranno ai soggetti in
carica, per esempio le compagnie di distribuzione, di controllare il sistema.
Attraverso il potenziamento dell'efficienza energetica sarà possibile trovare il modo per
integrare i dati dalla rete di distribuzione direttamente alle loro applicazioni tecnologiche. I
consumatori di energia elettrica potranno ridurre le spese legate al consumo energetico
attraverso l'uso dei Sistemi Domestici Intelligenti interconnessi con la misurazione
intelligente, in modo che i grandi elettrodomestici, come i serbatoi d'acqua, le lavatrici, le
lavastoviglie, ecc. vengano accesi solo al verificarsi di un surplus di energia e solo nelle ore in
cui i prezzi energetici sono più bassi. Gli elettrodomestici intelligenti giocano un ruolo chiave
all'interno del processo di sviluppo delle SG.
Un offerta più ampia dei prezzi di energia elettrica rende possibile l'utilizzo degli
elettrodomestici solo nelle ore in cui il costo è minore – l'ammontare delle spese per l'utilizzo
di un elettrodomestico sarà riconosciuto direttamente dalla rete. La modifica delle prese di
forza elettriche ad una fascia di prezzo più bassa verrà gestita automaticamente da lavatrici,
freezer, asciugatrici o dalle lavastoviglie. Una fascia di prezzo minore verrà garantita anche
per la ricarica delle macchine elettriche. D'altra parte, nelle ore in cui si paga di più, una parte
dell'energia verrà prelevata dalle batterie della automobili ricaricate durante le ore di
risparmio economico. Questo tipo di immagazzinamento (accumulazione) di energia elettrica
è la chiave del successo delle SG.
6La produzione e la vendita di energia elettrica garantiscono la connessione, per esempio,
degli impianti fotovoltaici ed eolici, delle microturbine del gas e di altre tecnologie di
generazione, dando l'opportunità ai consumatori di produrre energia elettrica dalle proprie
fonti e di vendere il surplus attraverso le loro reti energetiche.
È possibile cambiare il fornitore di energia elettrica online e in qualsiasi momento.
Risorse energetiche locali
Il numero di consumatori interessati alle installazioni o alle operazioni delle risorse
energetiche del territorio e alle reti di distribuzione, che vogliono sfruttare l'energia in modo
efficace ed economico, è in costante aumento. Il progresso tecnologico, un grado di
accessibilità più elevato e il ridursi delle barriere amministrative e legislative, porteranno a un
ulteriore sviluppo di questi dispositivi nei prossimi anni. La prova di questa asserzione sta nel
fatto che le grandi compagnie energetiche della Repubblica Ceca, come ČEZ, E-ON,
INNOGY, PRE ed altre, offrono servizi di installazione e gestione di risorse energetiche di
piccole dimensioni (locali), specialmente di unità di cogenerazione, impianti fotovoltaici ed
altre tecnologie simili. Il periodo di recupero finanziario di una piccola centrale fotovoltaica
installata nel 2017, che utilizza un sistema di batterie e un programma di sovvenzione, è di
circa 14 anni. Il fatturato definitivo verrà introdotto nel mercato ad un prezzo abbordabile (ca.
-50% del prezzo attuale). È stata investita una grande quantità di denaro per supportarne lo
sviluppo. Secondo gli esperti e le prognosi, queste batterie più efficienti appariranno sul
mercato nei prossimi 3-5 anni.
In termini di proprietà e vantaggi, in futuro ci si aspetta una rapida espansione (prevista entro
10 anni) di impianti fotovoltaici direttamente installati nelle case. I prezzi delle tecnologie e
della costruzione hanno registrato un notevole abbassamento e, allo stesso tempo, si è assistito
ad una crescita in termini di affidabilità degli impianti. Allo scopo di rafforzare questo campo,
sono state introdotte molte altre tecnologie avanzate, per esempio il disco diamantato, con il
quale è più facile tagliare i bordi delle celle fotovoltaiche, in modo che queste possano
trasformare la luce del sole in elettricità in maniera più efficace. La tutela di questo campo è
possibile grazie all'ormai decennale esperienza nel settore dell'energia solare. Tutto questo è
supportato dai programmi di sovvenzione e, probabilmente, da un prezzo finale d’acquisto
maggiore in futuro.
Questi piccoli produttori di elettricità apprezzeranno il cosiddetto “net metering”. Se un
consumatore non usa immediatamente l'energia elettrica generata in casa, i commercianti
potranno sfruttarla per qualche altro tipo di obiettivo commerciale. Questi ultimi la
“restituiranno” secondo quanto accordato quando la “generazione domestica” non sarà in
grado di coprire i bisogni dell'utente. In questo caso il consumatore non dovrà pagare il
servizio energetico, ma dovrà coprire solamente i costi relativi alla parte regolamentata alla
distribuzione relativa alla quantità di energia affluita dal sistema di distribuzione al luogo di
derivazione.
7Architettura di una rete di SG in Repubblica Ceca
83 Tecnologie di distribuzione innovative
L'ingegneria nucleare sta vivendo un costante cambiamento e, attualmente, nuovi tipi di
tecnologie giocano un ruolo sempre più importante. Utilizzare tecnologie innovative nelle
prospettiva di un cambiamento futuro del sistema e della relativa ottimizzazione delle spese,
rappresenta uno scopo a lungo termine e permanente per l'ingegneria nucleare.
3.1 CPC – cavo elettrico combinato 1-AYKY-J-O
In Repubblica Ceca la compagnia PRE distribuce a.s. (d'ora in poi abbreviata in PREdi) ha
sperimentato al meglio l'utilizzo di un cavo elettrico combinato con la plastica che raggiunge i
1kV. I cavi di comunicazione metallica e in fibra ottica sono la colonna portante della
comunicazione di dati del Gruppo PRE. La PREdi adotta due diverse metodologie standard
per posizionare i cavi in fibra ottica nelle linee di cavi elettrici. Il primo metodo è chiamato
CSW (Cavo Protetto Combinato), utilizzato nelle linee di 110 kV, mentre il secondo è
l'OPGW(Filo di Messa a Terra Ottico) utilizzato nelle condutture HDPE con un diametro
esterno di 40 mm. Un'altra possibile soluzione per espandere la rete di cavi in fibra ottica e
delle fibre è la combinazione di cavi per l'energia a basso voltaggio e un microcondotto
intrecciato. Il primo passo per un utilizzo reale dei CPC sta nel modificare il cavo di energia
iniziale 1-AYKY-J. Ai produttori di cavi elettrici sono stati forniti nuovi formati di cavi con
un microcondotto posizionato a metà del cavo. Il cavo è segnalato con la sigla 1-AYKY-J-OT
3 x 240 mm2+ 120 mm2.
Realizzazione di installazioni di CPC
Per la realizzazione del progetto pilota sono stati installati dei cavi in due sezioni a seconda
delle lunghezze pianificate. La terminazione del cavo elettrico in scatole di connessione e di
disconnessione funziona attraverso il metodo standard. Il microcondotto viene attaccato ai
conduttori precedentemente disposti. In cooperazione con i produttori di quadri elettrici (Esta
Ivančice) sono state apportate delle modifiche nella costruzione, ossia nel tirare fuori i
microcondotti e nel fissare la connessione ottica. Sono state anche introdotte le barriere di
sicurezza per coprire le parti di energia elettrica da 1 kV che serviranno agli operatori quando
dovranno lavorare con il sistema ottico(per esempio, durante l'installazione di connessioni
ottiche ecc.). In tutte le scatole di connessione e di disconnessione sulla linea è stato creato un
sistema di interconnessione diretta di micro condotti per poter formare due linee dei
trasmissione. La prima è lunga 550 metri e la seconda 700. Per la calibratura e la resistenza
alla pressione sono stati rivestiti due microcavi all'interno del condotto comune nella zone di
terminazione delle TS che termina nel quadro di comando della fibra ottica.
9Cavo elettrico combinato 1-AYKY-J-OT Quadro elettrico con barriera di sicurezza
Provenienza: PREdistribuce, a.s.
3.2 Cavi tripolari a medio voltaggio
I cavi tripolari a medio voltaggio per installazioni sotterranee sono fatti con un tipo di
isolamento XLPE a resistenza elevata. I cavi vengono installati col metodo classico e sono
particolarmente adeguati ai macchinari di posa di cavi – per l'aratura o per posizionare i cavi
in assenza di sabbia. La struttura tripolare comporta basse perdite di corrente, rispetto ad
alcuni tipi di cavi monopolari.
I cavi tripolari sono adatti a luoghi dove lo spazio per posizionare i classici cavi monopolari di
plastica è limitato. Per esempio, per posizionare i cavi nei collettori. Lo svantaggio di questi
cavi sta nel tipo di riparazione più impegnativo, in una più complicata manipolazione durante
il posizionamento e nell'assenza di barriere per ciascun cavo.
Tipologie di cavi tripolari
AXAL-TT PRO è un cavo tripolare con guaina altamente resistente, un cavo in alluminio e
una barriera di alluminio posizionata nel profilo conduttivo. È adatto all'installazione
mediante aratura, o posizionamento senza sabbia. Sono prodotte con una sezione trasversale
di 3×25 – 3x240 mm2. Una versione particolare di questi cavi viene fatta con la sezione
trasversale di 3x400 mm2.
AXCEL-Lt è un cavo sotterraneo adatto ad essere collocato a terra, nel canale di cavo, nelle
canalizzazioni e sott'acqua. Il cavo è costituito da un conduttore in alluminio, isolamento
XLPE, protezione dei fili in rame e guaina PE. Hanno una sezione trasversale che va da
3×50/16 fino a 3×240/35 mm2.
AXCES+O è un prodotto nuovissimo. È un cavo universale tripolare con canale ottico
Microduct per il microcavo ottico con numero massimo di 24 fibre. È stato ideato per
l'esterno, o per installazioni sotterranee e subacquee. Ha una sezione trasversale di 3×95/25
mm2.
10AXAL-TT PRO AXCEL-LT AXCES+O
(Provenienza: Enslo)
3.3 Tecnologia ofLLW
LLW –live-line working è l'insieme dei lavori in cui le persone entrano volontariamente in
contatto con alcune parti conduttrici o che raggiungono la distanza di sicurezza tra il proprio
corpo, l'attrezzatura e gli strumenti, o con i soggetti con cui si sta operando.
LLW viene usato in Repubblica Ceca e rappresenta una parte ormai comune del sistema di
distribuzione. LLW è usato dalle compagnie di distribuzione per la manutenzione e la
riparazione dei dispositivi, per connettere i consumatori e, molto importante, come strumento
per diminuire il livello di alimentazione elettrica (SAIFA, SAIDI). Con l'introduzione delle
SG, anche in questo campo si è cominciato a lavorare per soddisfare i bisogni dei fornitori di
rete. Tuttavia, è necessaria la cooperazione con i produttori di dispositivi SG per poter
garantire la sicurezza e la funzionalità dei metodi di istallazione delle reti intelligenti.
LV LLW - live-line working con dispositivi a basso voltaggio viene attualmente fornita da
più di 3,000 montatori esperti. Per quanto riguarda il montaggio delle SG, sono stati installati
i dispositivi MEg 40/S3 nel DTS scelto dalla Compagnia ČEZ. Questo dispositivo è stato
prodotto in conformità ai bisogni del LV LLW.
MV LLW- live-working con dispositivi ad alto voltaggio sono più impegnativi sotto tutti i
punti di vista e sono usati soprattutto con le reti MV esterne. In Repubblica Ceca MV LLW
viene usato dalle compagnie ČEZ e E-ON. Queste compagnie possono fare affidamento su un
gruppo di montatori specializzati (gruppi MN LLW ) in queste funzioni. C'è bisogno di una
grande preparazione per l'installazione dei vari elementi delle SG.
11Un esempio è l'installazione di indicatori elettronici per i corto-circuiti della corrente che
circola – Navigator-LM. L'elemento innovativo non sta nel prodotto in sé, ma nel fatto che ciò
rende possibile l'installazione del dispositivo attraverso il metodo LLW in modo sicuro e
senza alcun aggiustamento.
Installazione di indicatori di corto-circuiti attraverso il Installazione di indicatori di corto-circuiti con un
lavoro a contatto con la linea elettrica esterna a 22kV bastone isolato sulla linea elettrica esterna a 22 kV
124 Sviluppo futuro e realizzazione di sg in repubblica ceca
4.1 Origine del NAP SG
Nel capitolo precedente si è detto che l'introduzione delle SG porta con sé degli aspetti
positivi, ma anche degli aspetti negativi, e molti esperti di ingegneria elettronica sono contrari
alle reti intelligenti. Attualmente, le SG sono viste solo come un concetto, non come un
insieme obbligatorio di funzioni. Tuttavia, è necessaria una graduale implementazione del
concetto di rete intelligente all'interno del settore dell'ingegneria elettronica. Nel 2015 il
Ministero dell'Industria e del Commercio (d'ora in poi abbreviato MIT) ha stipulato il “Piano
d'Azione Nazionale per le Reti Intelligenti” (NAP SG) per il periodo di tempo tra 2015 –
2020, ma che dà un’impostazione generale fino al 2040. In questo capitolo vedremo le
caratteristiche di questo piano.
Il NAP SG si basa su una delle priorità del Concetto di Stato Aggiornato dell'Energia della
Repubblica Ceca(da qui in avanti ASEK) ed è collegato alla concezione di sviluppo
dell'infrastruttura di rete per la dotazione di operazioni affidabili e sicure in relazione al
necessario sviluppo della rete elettrica.
Le misure fanno riferimento alle seguenti aree:
rinnovo e sviluppo dei mezzi utilizzati per il controllo a distanza del consumo, della
produzione di energia distribuita e dell'accumulazione sulla base dei principi di
misurazione intelligenti delle SG,
sviluppo dei sistemi e degli strumenti per il controllo efficace della rete elettrica
utilizzando le nuove tecnologie (reti intelligenti), supportando lo sviluppo della
generazione per la distribuzione e i sistemi di accumulazione centralizzata,
garantire lo sviluppo delle infrastrutture, ampliare le possibilità di controllo del
consumo da parte degli utenti sul basso voltaggio come parte del sistema delle SG,
attuazione delle tecnologie per il controllo efficace dell'affidabilità e dell'utilizzo delle
reti.
4.2 Previsioni del futuro sviluppo e delle realizzazioni delle sg in Repubblica Ceca
Il NAP SG prevede una graduale implementazione delle reti intelligenti e di ulteriori misure
di questo tipo in diverse fasi. Investire nelle reti intelligenti significa investire nelle
infrastrutture e questi investimenti si rifletteranno nella regolamentazione del problema del
prezzo dell'energia elettrica. Di conseguenza, è necessario modificare il metodo e la velocità
di implementazione delle SG in vista dei benefici per i consumatori.
Il periodo da qui al 2019
Entro la fine del 2019 saranno terminate le analisi necessarie, potrà essere implementato il
piano per la realizzazione delle SG in Repubblica Ceca e i piani pilota verranno valutati
adeguatamente.
13Nel campo dell'ingegneria nucleare si ha un bilancio del surplus e non è previsto alcun tipo di
problema.
Verrà istituito il sistema della “connessione semplificata” di piccole risorse (le risorse per la
produzione di energia elettrica saranno connesse agli ES della Repubblica Ceca e non più
alimentate dalla rete).
Verranno stabilite le condizioni legislative e tecniche per poter gestire piccole risorse
energetiche fino ai 10kW per coprire il consumo degli utenti senza il bisogno di possedere la
licenza per la produzione di energia elettrica.
A seconda dei desideri del consumatore rispetto ai costi, sarà possibile fornire un contatore
AMM/AMR che comunichi via GPRS, e saranno completate le soluzioni tecniche per fornire
dati misurati all'utente nel luogo di derivazione.
Entro la fine del 2019 il sistema di passaggio delle informazioni sarà potenziato dal punto di
vista elettronico su alcune interruzioni programmate delle operazioni, e allo stesso tempo
verrà terminata l'installazione di app per l'invio di messaggi automatici ai consumatori in caso
di blackout o di altri stati d'emergenza dell'ES in Repubblica Ceca.
Entro la fine del 2019 non ci si aspetta comunque un cambiamento sostanziale nel campo dell’
HDO (sistema di controllo remoto di massa) per la modifica dei prezzi e il controllo delle
apparecchiature elettroniche. In Repubblica Ceca, è previsto un uso maggiore di HDO nel
campo della risoluzione degli stati d'emergenza nelle ES.
Il periodo dal 2020 al 2024
In questo lasso di tempo sarà avviato l'utilizzo controllato di AMM/AMI, componente
necessaria per la realizzazione delle SG. Alla termine di questo periodo in circa il 30% dei
luoghi di derivazione delle reti LV (e in tutte le reti MV) verrà installata la tecnologia
AMM/AMI e circa il 60% delle reti LV avranno una copertura di comunicazione.
Si assisterà inoltre all'inizio della transizione dalla funzionalità collegata al cambio dei prezzi
o dal cambio delle apparecchiature controllate in modo diretto attraverso il segnale HDO, al
controllo attraverso i mezzi delle nuove tecnologie. Il segnale HDO sarà usato in caso di
interventi veloci in situazioni di emergenza nelle ES o anche nei casi in cui è necessaria
l'accensione o lo spegnimento delle apparecchiature (per il riscaldamento).
Entro il 2014 si porterà a compimento l'implementazione del sistema di controllo remoto degli
interruttori polari nelle attuali reti MV e verrà elaborata una nuova concezione di misurazione
operazionale negli snodi stabiliti e completata la telemetria mancante soprattutto nelle reti
MV.
Entro il 2024 avrà inizio la prima fase di automazione della rete LV.
Alla fine di questo periodo è previsto lo sviluppo dei dispositivi di accumulazione energetica
delle risorse di energia intermittenti. Si stabiliranno le regole per l'utilizzo della batteria o,
14eventualmente, per lo scambio delle batterie delle automobili elettriche in modo da controllare
il consumo energetico in termini di DS.
Nel corso di questo periodo ci si aspetta una diffusione sostanziale dei sistemi di mobilità
elettrica.
Lo sviluppo e il rinnovamento delle DS sono realizzati in base al progetto già
approvato riguardo alle SG:
LV – linee elettriche con circuito ad anello in aree densamente popolate, rete a griglia,
eccetto le reti radiali, in regioni scarsamente popolate, implementazione graduale degli
elementi di automazione (controllo, indicazione di misurazione),
MV – linee elettriche con circuito ad anello (in aree densamente popolate il cablaggio
è di tipo uno) eccetto le reti radiali in regioni scarsamente popolate, telemetria
complementare, un alto livello di automazione attraverso il controllo remoto degli
interruttori polari delle centrali di trasformazione di distribuzione telecomandate, in
regioni densamente popolate.
HV – distribuzione delle operazioni a ponte e parallele, le linee elettriche con circuito
ad anello con reti in fibra ottica (nelle zone densamente popolate il cablaggio di tipo
uno), trasformatori controllati a distanza dalle stanze centrali di controllo, una nuova
generazione di protezione attraverso l'uso delle tecnologie WAMS (misurazione di
phaser).
Il periodo dal 2025 al 2029
È prevista per la fine di questo periodo il completamento del processo di applicazione delle
AMM/AMI. In pratica ne verrà posizionato il 100% nei luoghi di derivazione.
Verrà completata anche l'automazione delle DTS, inclusi l'implementazione e l'utilizzo dei
nuovi algoritmi per il loro controllo.
Ci aspettiamo una riduzione notevole delle tecnologie di produzione e di accumulazione ,
nonché l'implementazione delle capacità OZE all'interno del mercato, cosa che verrà fatta nel
corso di questo periodo.
Ci si aspetta inoltre una graduale diffusione nell'utilizzo del sistema di accumulazione.
L'utilizzo dell'accumulazione verrà fissato completamente sulla base dei valori del mercato
senza interventi di regolamentazione del prezzo, a eccezione del possibile utilizzo
dell'accumulazione per la stabilizzazione del voltaggio della rete LV.
Il numero di automobili elettriche sta raggiungendo la cifra di centinaia di migliaia (l'energia
ricaricabile si calcola con le centinaia di MW) e ciò porta a una domanda sempre crescente
nella rete di distribuzione. Le richieste saranno soddisfatte attraverso il rafforzamento
standard della rete o, in modo alternativo, attraverso l'introduzione di un sistema per il
controllo dell'energia ricaricabile (per esempio servizi di ricarica in base al sistema tariffario).
15Il periodo dal 2030 al 2040
Se non saranno ancora state realizzate nuove risorse di energia nel campo dell'industria
elettrica per sostituire la parte di spegnimento dell'impianto di energia nucleare Dukovany e il
rallentamento della produzione di carbone, non potrà essere garantita una capacità di
produzione adeguata, ossia il bilancio di produzione/consumazione e la proporzionalità
dell'energia. La Repubblica Ceca diventerà un paese importante.
Il modello del sistema e del mercato energetico sta cambiando completamente. Le operazioni
dovranno essere “interamente” automatizzate. La produzione, accumulazione e in parte anche
una grande fetta del consumo devono reagire automaticamente alla produzione dalle RES.
Comunemente vengono usate le tecnologie per l'accumulazione di energia elettrica derivante
dalle risorse di energia intermittente nella misura richiesta.
Verrà terminata la transizione dalle funzioni connesse al trasferimento delle tariffe o
attraverso il cambio delle apparecchiature dal sistema HDO al controllo svolto dalle nuove
tecnologie (tra cui AMM/AMI).
Il segnale HDO sarà comunque utilizzato in parallelo alle nuove tecnologie e per alcune
veloci operazioni per prevenire e risolvere alcuni stati speciali nel sistema di energia elettrica
della Repubblica Ceca.
L'automazione della rete LV verrà portata a termine in maniera graduale.
Le reti intelligenti (tra cui le AMM/AMI e i derivanti sistemi di comunicazione e
informazione) saranno completamente funzionali e operative.
Entro la fine di questo periodo la capacità di installazione di generazione distribuita avrà
raggiunto i 9 667 MW (l'energia idroelettrica 1 100 MW, PVE 5 884 MW, l'energia eolica
1 146 MW, la microgenerazione 910 MW, i biogas and i gas di scarico 604 MW e le risorse
geotermali 23 MW). L'integrazione di questa energia all'interno del sistema energetico non
potrà essere effettuata senza ulteriori misure, come l'accumulazione e l'utilizzo della
generazione di distribuzione e il consumo per il controllo di bilancio del sistema. La
distribuzione dell'energia elettrica e la rete di trasmissione dell'energia elettrica richiederà un '
“intelligenza” più elevata, l'utilizzo diffuso delle reti intelligenti sarà necessario.
165 Energia prodotta da risorse rinnovabili
La generazione di energia elettrica sta smettendo di essere completamente controllata dalla
richiesta e dal consumo e nell'area delle RES (risorse di energia rinnovabile) questa dipende
sempre di più dalla natura stessa. L'integrazione di queste risorse decentralizzate potrà essere
risolta in modi convenzionali, ossia dalla tecnologia elettrica, o attraverso la combinazione
adeguata di soluzioni convenzionali e nuove tecnologie che rientrano nella concezione di SG.
Nel portfolio delle risorse energetiche, utilizzate in Repubblica Ceca, le RES occupano una
posizione che non può essere modificata. Tuttavia, le RES possono essere considerate come
un complemento delle risorse energetiche convenzionali all'interno delle condizioni naturali
della Repubblica Ceca. La ragione sta in gran parte nella complicata regolazione della
produzione di queste risorse e nei rischi connessi alla sovraccarica della trasmissione
dell'energia elettrica e delle reti di distribuzione. Allo stesso tempo queste risorse non sono
sufficientemente competitive per le condizioni del mercato per le quali il costoso supporto si
riflette nei prezzi dell'elettricità in costante aumento.
La condivisione delle RES sulla produzione lorda dell'elettricità era dell'11% nel 2016. Un
utilizzo ulteriore delle RES potrà aiutare a raggiungere lo scopo della nazione di arrivare al
13% del consumo totale dell'energia elettrica da parte di risorse energetiche rinnovabili entro
il 2020. Tuttavia, la strategia elettrica nazionale risiede nel fatto che nel 2040 le risorse di
energia rinnovabile potrebbero fornire un quarto del totale dell'energia.
In Repubblica Ceca appartengono alle RES le seguenti risorse:
energia idrica e idroelettrica,
vento,
luce solare,
biogas e biomassa.
Le RES si dividono in controllabili e non controllabili a seconda se siano dipendenti dal
tempo atmosferico oppure no.
Risorse di energia rinnovabile controllabile
Impianti di energia idroelettrica – gli impianti di energia idroelettrica posizionati nelle
dighe o nei serbatoi d'acqua sono ben controllabili, gli impianti di energia idroelettrica
posizionati nei fiumi lo sono meno. Generalmente, gli impianti di energia idroelettrica sono
considerati risorse di energia rinnovabile controllabili e stabili.
Impianti di energia biogas – le centrali energetiche di biogas sono risorse rinnovabili molto
stabili e ben controllabili. I biogas vengono rilasciati continuamente dalla biomassa quando
questa si decompone e fa strada all'unità di cogenerazione – un motore di combustione che
produce elettricità e riscalda per più di 8.000 ore all'anno. Un centrale che produce biogas è
capace di inserire l'energia prodotta all'interno della rete di distribuzione di energia elettrica di
giorno e di notte, a prescindere dal tempo atmosferico.
17Risorse di energia rinnovabile non controllabili
Impianti eolici – gli impianti eolici distribuiscono l'energia all'interno della rete a seconda
delle condizioni climatiche.
Impianti fotovoltaici – gli impianti fotovoltaici rappresentano un fonte di energia instabile in
quanto distribuiscono l'energia solo di giorno e in modo irregolare, in dipendenza del
movimento delle nuvole e della temperatura.
La risorsa di energia rinnovabile con il potenziale maggiore utilizzata in Repubblica Ceca, è
l'acqua. Dal punto di vista di un ulteriore sviluppo, si dà maggiore fiducia alla combustione
dei biogas, ai rifiuti di legno e di altri prodotti della foresta o di origine agricola. La maggior
parte degli impianti elettrici, soprattutto di quelli focalizzati sulla produzione di calore,
garantiscono una combustione della biomassa mischiata al carbone ancora migliore.
Attraverso un'operazione comune, si effettua anche la combustione di biomassa pura.
Dal punto di vista dell'utilizzo “domestico”, i piccoli impianti fotovoltaici saranno i più diffusi
per le loro qualità e per i bassi prezzi di acquisto.
5.1 Impianti idroelettrici di piccole dimensioni -SHPP
Gli impianti idroelettrici possono essere costruiti partendo dal più piccolo impianto di
scorrimento con una potenza di decine di kW fino a dighe enormi con una potenza di milioni
di MW. Queste risalgono per la loro capacità di entrare assai velocemente nel pieno del loro
18potenziale energetico e possono funzionare come risorsa per avviare l'intero sistema
energetico dopo un blackout. Nessun'altra risorsa energetica può vantare un'efficacia di
trasformazione dell'energia totale così alta (80 – 90 %).
In Repubblica Ceca non ci sono le condizioni ideali per la realizzazione di impianti idrici
soprattutto a causa dell'insufficienza d'inclinazione e della quantità d'acqua. La percentuale di
impianti idroelettrici rispetto alla generazione totale è perciò piuttosto bassa e le loro capacità
vengono invece utilizzate per ottenere un livello di energia elevato e un certo impatto
benefico sulla regolazione del sistema energetico.
Impianti idroelettrici in Repubblica Ceca
In Repubblica Ceca ci sono 9 grandi impianti idroelettrici operativi (l'energia installata supera
i 10 MW) con un totale di potenza installata di 753 MW e 1.614 impianti elettrici di piccole
dimensioni (SHPP) con un totale di potenza installata di 348 MW. Eccetto le centrali di
energia idroelettrica tradizionali esistono tre impianti di accumulazione per pompaggio con un
totale di potenza installata di 1.175 MW. In Repubblica Ceca la distribuzione di energia
idrica rispetto alla produzione lorda di energia elettrica ammontava al 2% nel 2016.
Tipologie di impianti idroelettrici in base alla potenza installata
Impianti idroelettrici di piccole dimensioni (SHPP) – fino a 10 MW
Impianti idroelettrici di medie dimensioni – fino a 100 MW
Grandi – sopra i 100 MW
Operatività degli impianti idroelettrici
Rispetto ad altri RES ci sono spese operative alte (spesso c'è bisogno di operatività
permanente, servizi e assistenza per i corsi d'acqua limitrofi). Vi è la necessità di cambiare
spesso varie parti della tecnologia e, a metà del periodo di vita delle SHPP (dopo 15 anni) è
necessaria una riparazione generale.
5.2 Energia eolica - WE
La costruzione dei primi impianti eolici in Repubblica Ceca iniziò negli anni '80. Attualmente
ci sono un centinaio impianti eolici privati di piccole o grandi dimensioni. L'utilizzo del vento
come fonte di energia rinnovabile costituisce una scelta per la produzione energetica
ecologica e sostenibile nel lungo termine. Per far sì che l'operatività sia più efficace e per
tagliare i costi per la progettazione e la costruzione, i grandi impianti vengono riuniti (di solito
in 5-30 turbine) e formano i cosiddetti parchi eolici.
In Repubblica Ceca il potenziale dell'energia eolica è stimato intorno ai 4.000 GWh all'anno.
È circa il 4% del totale del consumo energetico. Nel 2016 la distribuzione degli impianti
eolici rispetto alla produzione energetica lorda in Repubblica Ceca era del 1%. È ovvio che gli
impianti eolici non giocheranno un ruolo importante all'interno dell'industria energetica ceca.
19Possibili utilizzi
Le grandi installazioni in forma di parchi eolici distribuiscono l'energia nella rete. Le piccole
infrastrutture invece possono servire persino per la fornitura di oggetti remoti attraverso
l'energia, soprattutto quelle che sono connesse alla rete – chalet, barche ecc.
I sistemi autonomi „domestici“
I sistemi che non dipendono dalla rete di distribuzione (grid-off), cioè autonomi, servono agli
oggetti che non hanno la possibilità di essere connessi alla rete di distribuzione. Sono usate
degli impianti energetici microscopici con una potenza di 0.1-5 kW. Parte dei sistemi
autonomi sono accumulatori e componenti di controllo elettronico. Il sistema autonomo è
spesso completato da pannelli fotovoltaici nella stagione estiva, quando c'è meno vento ma
più sole. È necessario che questi oggetti siano provvisti di apparecchiature per il risparmio
dell'energia.
Per quanto riguarda l'uso domestico, il problema con gli impianti eolici (WPP) consiste nella
velocità del vento. I piccoli macchinari cominciano a funzionare con una velocità di circa 4
m/s (14.4 km/h), ma la loro potenza in uscita è molto bassa. L'energia eolica aumenta alla
velocità al cubo, quindi per esempio una velocità del vento di 5 m/s ha il doppio della
potenza rispetto alla velocità del vento di 4 m/s. Tuttavia, il problema sta nella velocità troppo
alta del vento- alla velocità di circa 20 m/s è spesso necessario fermare la turbina (fermare il
mulino) per evitare incidenti. Il massimo (specifico) della potenza in uscita raggiunge
l'impianto energetico alla velocità del vento di circa 10 o a volte 15 m/s – a seconda della
tipologia e del produttore. Un tipo di vento così forte soffia raramente. Di conseguenza, la
maggior parte delle volte un impianto eolico funzionerà con una potenza in uscita più bassa.
Il prezzo dell'energia ottenuta dal sistema autonomo è abbastanza alto. È spesso più alto del
prezzo dell'energia ottenuta dalla rete. Un impianto energetico di questo tipo, un cablaggio di
connessione e gli accumulatori di calore (o energia elettrica) rappresentano un investimento di
centinata di migliaia di CZK. Un ostacolo è rappresentato dalla piccola offerta di impianti che
hanno una potenza in uscita dagli 5-50 kW in su.
5.3 Impianti fotovoltaici - PPP
L'utilizzo di energia solare è uno dei modelli di produzione elettrica più pulito e più ecologico
che esista. Il cambiamento diretto della luce solare in energia elettrica è ciò che rende
possibile l'esistenza di impianti fotovoltaici. I sistemi fotovoltaici attuali permettono di
ottenere da un metro di area attiva anche 110 kW di energia elettrica all'anno. Nelle nostre
condizioni in cui il sole non splende tutto l'anno la potenza in uscita degli impianti
fotovoltaici è più bassa. Nonostante questo, in Repubblica Ceca sono una risorsa significativa
nel campo dell'energia rinnovabile. Presentano molti modi alternativi per l'installazione e per
l'utilizzo sia in grandi che in piccole dimensioni domestiche. Nel 2016 la distribuzione di
PPP rispetto alla produzione energetica lorda in Repubblica Ceca era del 3%.
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