Introduzione
La crescente necessità delle Utilities di monitorare le reti elettriche in tempo reale, aumentarne l’affidabilità e utilizzare in modo più efficiente le infrastrutture esistenti ha spinto De Angeli Prodotti a sviluppare e brevettare un innovativo conduttore con sistema integrato di monitoraggio: lo SMART CONDUCTOR.
La transizione energetica sta infatti cambiando profondamente il modo in cui vengono gestite le reti di trasmissione. La crescente elettrificazione dei consumi e l’integrazione di grandi quantità di energia proveniente da fonti rinnovabili richiedono una rete sempre più flessibile, digitale e consapevole delle proprie condizioni operative. Non è più sufficiente trasportare energia: diventa fondamentale conoscere in tempo reale ciò che accade lungo la linea.
È in questo scenario che si inseriscono le Grid Enhancing Technologies (GET), una famiglia di tecnologie sviluppate per migliorare l’utilizzo delle infrastrutture di trasmissione esistenti attraverso sensori, sistemi di monitoraggio, dispositivi di controllo dei flussi e strumenti analitici. Tra le applicazioni più interessanti delle GET rientra il Dynamic Line Rating (DLR), che permette di determinare in maniera dinamica la capacità effettivamente disponibile di una linea elettrica sulla base delle sue reali condizioni operative e ambientali.
Dallo “static line rating” al Dynamic Line Rating (DLR)
Tradizionalmente la capacità di trasporto di una linea viene definita attraverso valori statici o stagionali, calcolati utilizzando condizioni ambientali conservative. Nella realtà, però, la capacità termica di un conduttore varia continuamente in funzione di parametri come temperatura ambiente, vento, irraggiamento solare, precipitazioni e condizioni fisiche della linea.
Il Dynamic Line Rating supera questa logica: utilizzando informazioni aggiornate sulle condizioni della linea e dell’ambiente circostante consente agli operatori di valutarne con maggiore precisione la capacità di trasporto disponibile in un determinato momento. In questo modo è possibile sfruttare meglio l’infrastruttura quando le condizioni lo consentono e, allo stesso tempo, individuare situazioni nelle quali è necessario operare con maggiore cautela.
Il DLR rappresenta quindi un passaggio importante verso una rete nella quale misurazione, comunicazione dei dati e gestione dell’infrastruttura diventano sempre più integrate.
Il ruolo dello Smart Conductor
Le soluzioni di monitoraggio delle linee possono basarsi su differenti approcci, tra cui:
- sistemi DTR/DLR (Dynamic Thermal Rating / Dynamic Line Rating) con sensori installati in punti specifici della linea;
- OPGW, ovvero cavi di guardia che integrano fibre ottiche per telecomunicazioni e trasmissione dati;
- sistemi distribuiti capaci di acquisire informazioni lungo il conduttore stesso.
Lo Smart Conductor di De Angeli Prodotti nasce proprio dall’integrazione tra il conduttore elettrico e la tecnologia di monitoraggio. Grazie alla fibra ottica integrata nel conduttore, la linea non è più soltanto un’infrastruttura passiva destinata al trasporto dell’energia, ma può diventare anche una fonte continua di informazioni sul proprio stato.
L’obiettivo è garantire un controllo continuo e in tempo reale della linea elettrica, contribuendo ad aumentarne affidabilità, sicurezza ed efficienza operativa.
Questa disponibilità di informazioni assume particolare importanza anche nell’ottica del Dynamic Line Rating: conoscere con maggiore precisione le condizioni effettive del conduttore permette infatti di costruire una rappresentazione più accurata dello stato della linea e di supportare sistemi avanzati di gestione della rete.
Dal conduttore alla Smart Grid
Lo Smart Conductor rappresenta quindi un’evoluzione del concetto stesso di conduttore aereo. Alla funzione tradizionale di trasportare energia si aggiunge quella di generare informazioni utili alla gestione della rete.
È un cambiamento importante. Le reti elettriche del futuro dovranno infatti integrare quantità crescenti di generazione rinnovabile, caratterizzata per sua natura da una maggiore variabilità, mentre parallelamente aumenterà la domanda di energia legata all’elettrificazione dell’industria, della mobilità e di numerosi altri consumi.
In questo scenario, costruire nuove infrastrutture rimane fondamentale, ma diventa altrettanto importante utilizzare meglio quelle già disponibili. È proprio questa una delle logiche alla base delle Grid Enhancing Technologies: aumentare la visibilità sulla rete, conoscerne meglio i limiti reali e consentire agli operatori di sfruttarne in maniera più efficiente la capacità disponibile. Il Dipartimento dell’Energia statunitense include infatti tra le GET tecnologie come Dynamic Line Rating, sistemi avanzati di controllo dei flussi e strumenti analitici e di monitoraggio.
Lo SMART CONDUCTOR si inserisce in questa trasformazione verso una rete elettrica sempre più digitale, monitorata e intelligente, nella quale conduttori, sensori, fibra ottica, sistemi di comunicazione e piattaforme di analisi possono progressivamente convergere.
Il conduttore diventa così non soltanto il mezzo attraverso cui passa l’energia, ma anche uno degli elementi attraverso cui la rete può conoscere sé stessa.
Progettazione
Lo Smart Conductor è un conduttore per linee elettriche aeree al quale viene sostituito un filo con un filo sensibile, dotato di fibra ottica.
Grazie alla fibra ottica all’interno dello Smart Conductor, interrogata per mezzo di apparecchiature avanzate, è possibile ottenere informazioni continue e real-time riguardo le condizioni operative della linea durante tutta la vita di esercizio. In particolare, si possono monitorare:
- Rotture o guasti;
- Temperature;
- Deformazioni;
- Vibrazioni ed analisi acustica (sviluppi futuri).
Come è fatto uno Smart Conductor?
| Scelta del materiale del tubo | Acciaio e Alluminio |
| Posizione del tubo di metallo | Strato interno o esterno |
| Durata delle fibre ottiche | 40 anni |
| Temperatura di esercizio | ≥ 80°C (opzionale > 150°C) |
| Raccordi dedicati | Giunti di compressione consigliati |
| Analisi dei dati | Informazioni e non dati |
Vantaggi
Grazie alle informazioni Real Time è possibile applicare sulla linea una manutenzione mirata e preventiva, riducendo (o azzerando!) i possibili disservizi dovuti a questo tipo di attività.
Questo tipo di conduttori è totalmente compatibile con le infrastrutture esistenti riducendo al minimo i costi di aggiornamento in quanto non sono necessarie opere infrastrutturali (75% del costo totale dell’impianto risparmiato). Evitare di creare nuove infrastrutture permette anche di ridurre notevolmente l’impatto ambientale e paesaggistico nonché il consumo di suolo in quanto risorsa non rinnovabile.
I vantaggi per le TSO:
- Gestione ottimale del flusso di potenza;
- Riduzione dei costi dell’energia elettrica;
- Riduzione dei costi di manutenzione;
- Aumentare l’affidabilità e l’efficienza del sistema
Gli Smart Conductor permettono un controllo in REAL-TIME della linea grazie alle fibre ottiche integrate, fornendo dati utili per applicazioni di DLR (Dynamic Line Rating) e inserendosi nel panorama delle GET (Grid Enhancing Technologies), le tecnologie sviluppate per aumentare efficienza, capacità e conoscenza delle reti elettriche esistenti.
