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Smart(er) Grid: alimentare un mix affidabile, resiliente e rinnovabile

In tutto il mondo, diamo affidamento su elettricità ed energia per alimentare le nostre case, i nostri luoghi di lavoro e le organizzazioni che sono i cardini delle attività quotidiane, dai negozi di alimentari ai ristoranti, alle scuole e agli ospedali.

Questo servizio essenziale è il fondamento della vita quotidiana, ma sta attraversando una massiccia trasformazione mentre il mondo lavora per ridurre la dipendenza da combustibili fossili, aumentare l'uso di fonti rinnovabili e integrare tecnologie digitali. Questa evoluzione promette di realizzare un mondo in cui l'energia elettrica è più sostenibile, ma la strada per arrivarci non è breve né facile.

Andiamo a interrompere tutto questo. Il rapido ritmo di adozione di una tecnologia digitale avanzata sta aggiungendo un nuovo livello di complessità all'intero ciclo di vita dell'alimentazione, dalla generazione alla trasmissione, seguita dalla distribuzione. Allo stesso tempo, sempre più servizi di pubblica utilità stanno integrando le fonti di energia rinnovabile con fonti di alimentazione tradizionali come il carbone, il nucleare e il gas naturale per soddisfare i requisiti di sostenibilità. Infatti, la produzione di elettricità da fonti rinnovabili è aumentata di quasi il 7% a livello globale nel 2020 e si prevede una crescita di oltre l'8% nel 2021, la crescita più rapida anno su anno dagli anni '70.

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Immagine ad alta risoluzione

Man mano che il settore continua a progredire, software e tecnologia di automazione aiuteranno a guidare un cambiamento coerente e significativo che consentirà progressi in termini di affidabilità, resilienza e utilizzo dell'energia rinnovabile.

Rinnovabili

Sebbene nessuno sia d'accordo sul fatto che un cambiamento verso un maggior numero di energia rinnovabile sia la cosa giusta da fare, è necessario uno sguardo più attento all'impatto sulla produzione ininterrotta di elettricità per soddisfare la domanda e garantire una gestione affidabile della rete. Mantenere le luci accese è la priorità indiscussa, ma esistono sfide significative nel passaggio da una rete centralizzata a una decentralizzata con più risorse energetiche rinnovabili e distribuite (DER), dai pannelli solari sul tetto, alle turbine eoliche su piccola scala, ai sistemi di stoccaggio delle batterie, microgrid e impianti di cogenerazione nel mix elettrico. In particolare, l'energia rinnovabile alimentata da fonti variabili è insufficiente quando il sole non splende o il vento non soffia.

Per contribuire a rendere più rapido il passaggio all'elettricità rinnovabile, la rete elettrica deve bilanciare l'evoluzione dai tradizionali, grandi impianti fisici che producono elettricità da una singola fonte, come il gas naturale o il carbone, a risorse energetiche più rinnovabili e distribuite che possono riunirsi insieme per formare una centrale elettrica "virtuale" del futuro.

Inoltre, il panorama energetico deve superare le sfide di prossima generazione associate all'integrazione delle rinnovabili e dei DER nella rete elettrica, che include un maggior numero di punti di interconnessione e flussi di energia bidirezionali, entrambi in grado di contribuire all'instabilità della rete elettrica. Ad aumentare ulteriormente la complessità della situazione, i consumatori di energia stanno diventando fornitori di energia: ad esempio, i consumatori che acquistano elettricità dalle aziende produttrici di energia locali vendono l'energia generata dai propri pannelli solari o dalle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici mettendola in rete. Questi portata in energia complessi richiedono innovazione e investimenti nelle infrastrutture e nell'analisi della rete.

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Emerson Sustainable Grid Solutions

Affidabile + Resiliente

Oggi esistono tecnologie che consentono alle centrali elettriche di affrontare alcuni di questi ostacoli di generazione e gestione della rete. Una delle maggiori sfide è la capacità di passare facilmente da fonti di energia di grandi dimensioni a fonti più piccole per modellare, aggregare, ottimizzare e distribuire l'energia in un sistema interconnesso e centralizzato. Questa interconnettività e una perfetta integrazione sono fondamentali per fornire in modo sicuro e intelligente potenza prevedibile e affidabile su larga scala alla rete in tempo reale.

Le operazioni centralizzate aggregano il controllo locale e alla fonte, consentendo una gestione collaborativa delle strutture geograficamente disperse, dalle centrali elettriche tradizionali agli impianti solari, dai parchi eolici alle micro-reti, per ottimizzare l'efficienza, aumentare l'affidabilità e la disponibilità e ridurre i costi attraverso la rete di alimentazione.

"Con potenti soluzioni software e di automazione, vediamo un futuro in cui l'energia rinnovabile, affidabile e resiliente non è solo fattibile, ma realizzata su larga scala in tutto il mondo", afferma Bob Yeager, presidente del business Soluzioni per l'energia e l'acqua di Emerson.

La gestione e la previsione del comportamento della rete è un altro problema. Le soluzioni di rete sostenibili Emerson, che comprendono soluzioni di rete digitale OSI e software e tecnologia Ovation, trasformano i dati generati attraverso la rete elettrica in informazioni fruibili tramite previsione delle richieste in tempo reale, visibilità operativa e analisi per un processo decisionale più accurato. Tecnologie come le soluzioni wireless, la simulazione del digital twin, le applicazioni di controllo avanzato e il software di analisi consentono ai servizi di pubblica utilità di ottimizzare l'efficienza energetica, modellando dinamicamente la produzione di elettricità e integrando più facilmente le rinnovabili nel mix.

Le soluzioni di rete digitale di Emerson stanno aiutando TenneT, uno dei principali operatore europei di sistemi di trasmissione dell'elettricità che serve quasi 42 milioni di persone in tutti i Paesi Bassi e in Germania, a bilanciare la fornitura e la richiesta di elettricità, incorporando al contempo fonti di energia più responsabili dal punto di vista ambientale.

Il parco eolico Eva Creek della Golden Valley Electric Association, il più grande dell'Alaska, si è rivolto alle soluzioni end-to-end di Emerson per il suo progetto di trasformazione digitale che hanno contribuito a una riduzione del 65% dei costi operativi e di manutenzione. La piattaforma di automazione Ovation e il software OSI Monarch forniscono diagnostica e analisi delle apparecchiature più accurate per la previsione e l'invio, aiutando a realizzare una rete elettrica più resiliente e più intelligente.

Poiché i produttori di energia perseguono obiettivi di sostenibilità sempre più aggressivi e migliori risultati aziendali, hanno bisogno di un software di analisi, automazione e gestione della rete sempre più potenti per creare un'azienda di energia più intelligente, affidabile e resiliente.