Microreti e centrali elettriche virtuali: trasformare la gestione dell'energia

Mentre le reti elettriche tradizionali subiscono una crescente pressione dovuta alla crescente domanda di energia e ai problemi di affidabilità, molte aziende e comunità stanno esplorando alternative più flessibili. Tra le soluzioni principali figurano le microreti e le centrali elettriche virtuali (VPP), che forniscono un controllo energetico localizzato, migliorano l'efficienza, riducono i costi e contribuiscono al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità.

Con i progressi tecnologici e la riduzione dei costi delle energie rinnovabili, questi sistemi decentralizzati stanno diventando sempre più accessibili in tutti i settori. Mentre alcune aziende si stanno rivolgendo alle microreti per la generazione e il controllo dell'energia in loco, altre stanno partecipando a VPP, reti intelligenti che ottimizzano le risorse energetiche distribuite. Supportati dall'intelligenza artificiale (IA) e dai moderni sistemi di accumulo a batteria, questi approcci stanno svolgendo un ruolo significativo nel rimodellare le strategie di utilizzo dell'energia.

I rivenditori trasformano gli immobili in asset energetici

Le grandi catene di vendita al dettaglio stanno utilizzando sempre più le infrastrutture dei loro edifici per generare energia rinnovabile. Aziende come Walmart e Home Depot stanno sfruttando gli ampi tetti per installare pannelli solari, convertendo di fatto i negozi in siti di produzione di energia. Questo approccio riduce i costi dell'elettricità, migliora la resilienza energetica e riduce la dipendenza dalla rete elettrica centrale.

Walmart, ad esempio, si è prefissata l'obiettivo di distribuire 10 gigawatt di energia pulita entro il 2030, utilizzando oltre 780 milioni di piedi quadrati di spazio disponibile sui tetti. Alcuni dei suoi negozi generano elettricità in eccesso, che viene poi fornita alle comunità vicine. Anche Home Depot sta ampliando la sua capacità solare, installando di recente 13 megawatt di pannelli solari sui tetti di 25 sedi in California.

Queste iniziative non solo riducono il carico sulla rete elettrica, ma dimostrano anche come gli immobili commerciali possano contribuire alla produzione di energia sostenibile e al risparmio sui costi.

Affrontare le esigenze energetiche dei data center

Con l'espansione delle attività dei data center, il loro fabbisogno energetico sta aumentando rapidamente. L'Agenzia Internazionale per l'Energia (AIE) prevede che entro il 2026 il consumo di elettricità dei data center potrebbe raddoppiare rispetto ai livelli del 2022, raggiungendo quasi 1.000 terawattora, una quantità simile al consumo energetico totale del Giappone. In alcune regioni, i data center rappresentano già oltre il 20% della domanda di elettricità, in particolare in Irlanda e in diversi stati degli Stati Uniti.

Per gestire questo aumento, molti data center stanno adottando microreti per produrre e gestire autonomamente l'elettricità, migliorando l'efficienza operativa e riducendo la dipendenza dalla rete elettrica nazionale. Questi sistemi spesso integrano fonti rinnovabili e sistemi di accumulo di energia, offrendo sia una riduzione dei costi che un'alimentazione di riserva durante le interruzioni. Questa tendenza sta anche consentendo un abbandono dei generatori diesel, meno efficienti e rispettosi dell'ambiente.

Oltre alla generazione in loco, i data center stanno sfruttando anche le potenzialità dei VPP. Queste reti virtuali consentono ai partecipanti di condividere le risorse energetiche, migliorare l'affidabilità della rete e ottimizzare il consumo energetico su più siti. Grazie all'ausilio di software di gestione basati sull'intelligenza artificiale, i carichi energetici possono essere monitorati e regolati in tempo reale, a supporto sia delle prestazioni operative che della sostenibilità.

Innovazioni tecnologiche che guidano l'efficienza

L'innovazione continua sta migliorando le prestazioni e l'economicità dei sistemi energetici decentralizzati. L'intelligenza artificiale e le piattaforme di gestione intelligente dell'energia consentono il monitoraggio e l'ottimizzazione dell'energia in tempo reale, contribuendo a ridurre gli sprechi e a una migliore integrazione con le infrastrutture energetiche esistenti.

Uno sviluppo chiave è l'emergere di Sistemi avanzati di Gestione delle Risorse Energetiche Distribuite (DERMS), che coordinano le modalità di produzione, stoccaggio e consumo dell'energia. Questi sistemi garantiscono un utilizzo efficiente dell'energia e che qualsiasi surplus possa essere immagazzinato o reimmesso nella rete durante i picchi di domanda.

L'accumulo di energia tramite batterie è fondamentale per la sostenibilità sia delle microreti che dei VPP. I miglioramenti nella tecnologia delle batterie agli ioni di litio, insieme all'introduzione di nuovi materiali come il litio-zolfo e gli ioni di sodio, stanno aumentando la capacità di accumulo e la sostenibilità, riducendo al contempo i costi.

A differenza delle microreti, che in genere sono specifiche per un sito specifico, i VPP collegano più risorse energetiche in diverse località. Ciò consente di immagazzinare, condividere o rivendere l'energia alla rete in base alla domanda. Con l'invecchiamento dell'infrastruttura di rete e l'aumento dei carichi, si prevede che i VPP saranno adottati più ampiamente nel prossimo futuro.

Superare gli ostacoli all'adozione

Sebbene i vantaggi delle microreti e dei VPP siano evidenti, permangono diverse sfide. Gli elevati costi di installazione, in particolare per l'accumulo di energia, possono rappresentare un ostacolo per alcune aziende, sebbene i prezzi continuino a scendere. Anche i vincoli di spazio negli ambienti urbani e le limitazioni specifiche del luogo, come la variabilità meteorologica, devono essere considerati nella pianificazione del progetto.

Inoltre, incongruenze normative e complesse regole di interconnessione possono rallentarne l'implementazione. Tuttavia, i quadri normativi stanno iniziando a evolversi a favore dei sistemi energetici distribuiti, rendendone l'implementazione più fattibile nel tempo.

Nonostante questi ostacoli, un numero crescente di aziende sta riconoscendo i benefici a lungo termine del controllo energetico localizzato. Di conseguenza, l'interesse per le microreti e i VPP continua a crescere, con queste tecnologie destinate a svolgere un ruolo chiave nel futuro di infrastrutture energetiche sostenibili e resilienti.