Scambio di elettricità intelligente e sinergie tra la rete e le ferrovie
Le reti di distribuzione dell’energia e i sistemi di elettrificazione delle ferrovie leggere sono entrambe soluzioni solide che vengono sviluppate e operate in modo indipendente. La crescente penetrazione delle fonti di energia rinnovabile (FER) al loro interno ha posto delle sfide legate alla necessità di gestire le fluttuazioni. Tutti e due i mondi sono alla ricerca di soluzioni integrate per ridurre le perdite di elettricità, incrementare la stabilità della rete e dare spazio a nuovi attori nel settore dell’energia, come ad esempio i sistemi di stoccaggio, i veicoli elettrici (VE) e i prosumatori (ovvero i soggetti che fungono sia da produttori che da consumatori di energia). Nonostante questi obiettivi comuni, al momento non vi sono sistemi a disposizione che consentano di effettuare uno scambio intelligente di elettricità tra le due reti. Il rivoluzionario progetto E-LOBSTER, finanziato dall’UE, ha realizzato la soluzione che ovvia a questa mancanza.
Condivisione, monitoraggio e controllo innovativi delle risorse
E-LOBSTER ha sviluppato due risorse da condividere, un dispositivo intelligente di tipo SOP (soft open point, che letteralmente significa «punto aperto morbido») e un sistema di stoccaggio dell’energia a batteria. I SOP sono una tipologia relativamente nuova di dispositivi elettronici di potenza dotati di proprietà in termini di flessibilità, risposta rapida e resilienza particolarmente adatte alla generazione distribuita e alla crescente penetrazione delle FER. Il sistema di stoccaggio dell’energia a batteria migliora la flessibilità e l’efficienza dell’interconnessione tra le due reti. Secondo quanto affermato da Giannicola Loriga, responsabile per la strategia aziendale di sviluppo e networking R&S presso RINA e coordinatore di E LOBSTER: «Il SOP intelligente sviluppato nell’ambito del progetto si basa su convertitori di potenza per interfacciare le reti di distribuzione dell’energia e i sistemi di elettrificazione ferroviaria. Ciò consente una gestione unica dell’energia tra le sottostazioni elettriche dei sistemi di elettrificazione delle ferrovie leggere e la rete di distribuzione.» La soluzione di E-LOBSTER supporta inoltre l’integrazione di un’energia di frenata rigenerativa, o del recupero e dello stoccaggio dell’energia di frenata che viene solitamente perduta sotto forma di calore a causa dell’attrito, aumentando ulteriormente l’efficienza energetica della rete ferroviaria. Infine, il team ha sviluppato uno strumento integrato di simulazione e monitoraggio delle perdite e un complesso sistema di gestione railway to grid (R+G) per il controllo del flusso di energia tra la ferrovia, la rete e lo stoccaggio.
Moltiplicare i vantaggi grazie alla condivisione dell’energia
«Il sistema di gestione R+G di E-LOBSTER fornisce una piattaforma unica per il monitoraggio e il controllo in tempo reale delle operazioni di sistema, in loco o da remoto. Esso è in grado di reagire in modo automatico e autonomo ai cambiamenti dinamici di rete, massimizzando la produzione locale di FER attraverso l’autoconsumo e consentendo di recuperare l’energia di frenata e di ridurre al minimo le perdite e i costi legati alla distribuzione», spiega Loriga. Il sistema può inoltre essere utilizzato per indagare sulle strategie di ricarica e scarica ottimali per i VE presso le stazioni ferroviarie o i parcheggi urbani. Alla luce del pacchetto europeo «Pronti per il 55 %» volto a porre termine alla vendita di automobili che emettono CO2 entro il 2035, la capacità di connettere infrastrutture per la ricarica dei VE potrebbe sbloccare significative opportunità di generazione di ricavi per gli operatori della rete di trasporto pronti a investire nel sistema.
Sulla buona strada per aumentare il livello di maturità tecnologica verso la commercializzazione
E-LOBSTER si è trovato dinanzi a un quadro normativo e politico in continua evoluzione, il che ha richiesto una notevole quantità di tempo per la gestione dei processi di autorizzazione; in fin dei conti, tuttavia, ne è ampiamente valsa la pena. Spiega Loriga: «Senza dubbio, l’aspetto più emozionante è stata la possibilità di installare un sistema di tale complessità in una sottostazione della metropolitana di Madrid, nonché di collaudarlo in condizioni reali! Il sistema di E-LOBSTER ha permesso di sfruttare l’energia di frenata in eccesso che sarebbe altrimenti andata sprecata.» Il consorzio di E-LOBSTER ha fornito linee guida per la replicazione a sostegno dell’implementazione del sistema in altri scenari di trasporti di massa alimentati a elettricità, oltre a elaborare una tabella di marcia per la dimostrazione di un sistema reale in un ambiente interamente operativo. La gestione condivisa delle reti di distribuzione dell’energia e dei sistemi di elettrificazione delle ferrovie leggere sta per arrivare.
Parole chiave
E-LOBSTER, energia, ferrovia, rete, energia di frenata, VE, FER, stoccaggio dell’energia, veicoli elettrici, soft open point
