La smart grid è una definizione piuttosto ampia che comprende tante possibili applicazioni “intelligenti” delle nuove tecnologie digitali connesse al mondo fisico. Un lampione, un semaforo, un’automobile, una singola abitazione, un intero quartiere, una grande città: qualsiasi oggetto, edificio o infrastruttura può diventare smart, intelligente.
Sempre più spesso, infatti, si parla di smart city, smart building, smart lighting, smart home, smart mobility, per riferirsi al modo di gestire determinati beni, prodotti e servizi attraverso la sfera digitale. E l’elenco di locuzioni inglesi potrebbe continuare.
Allora conviene mettere qualche paletto di orientamento in questa sequenza di diverse parole abbinate allo stesso aggettivo, smart. Che cos’è una smart grid?
Che cos’è la smart grid
Il tema della smart grid ha preso piede negli ultimi anni con la graduale trasformazione del sistema elettrico tradizionale, progettato per funzionare in modo centralizzato e unidirezionale: grandi impianti che producono energia elettrica e una rete di trasmissione e distribuzione che trasporta quell’energia fino ai clienti-consumatori finali (famiglie, industrie, uffici, eccetera).
Diversi elementi stanno mettendo in crisi questo modello tra cui l’ampia e continua diffusione degli impianti eolici e fotovoltaici, anche di piccolissima taglia. Tuttavia, gestire una rete con migliaia di “nodi” che producono energia rinnovabile da sole e vento, diventa un compito molto complesso, perché la rete stessa deve cambiare profondamente, diventando più aperta, flessibile, interconnessa. In sostanza: più smart, più intelligente. La smart grid segue un modello distribuito, decentralizzato, multidirezionale.
Smart grid ed Europa
Anche la direttiva europea sulle energie rinnovabili dell’11 dicembre 2018 (RED: Renewable Energy Directive 2018/2001) spinge molto verso le reti intelligenti, perché fissa il principio dell’autoconsumo energetico non solo individuale ma anche collettivo, quindi apre le porte a nuovi schemi “one-to-many”, da uno a molti, basati sullo scambio reciproco di energia negli edifici condominiali e nelle comunità dell’energia (quartieri o città).
Quali strumenti utilizza una smart grid
Per funzionare correttamente, una smart grid ha bisogno di alcuni strumenti innovativi. La sua natura decentralizzata richiede che tutti i dispositivi “fisici” siano sempre connessi alla rete: impianti di produzione energetica, linee di trasmissione/distribuzione, sottostazioni elettriche, contatori e batterie per accumulare il surplus di energia, se parliamo di una smart grid elettrica.
Mentre una città intelligente, ad esempio, può prevedere la connessione wireless di semafori, lampioni, stalli dei parcheggi, contenitori di rifiuti; invece in una smart home potranno essere connessi gli elettrodomestici, le lampadine, il termostato, le videocamere di sorveglianza, magari con il supporto di un assistente vocale.
IoT e Smart Grid
A fare da collante a tutte queste possibili configurazioni di smart grid, che siano casalinghe, di un ufficio, un’azienda, una grande città o una rete energetica, c’è sempre il “web delle cose”, meglio conosciuto con la definizione inglese Internet of Things (IoT).
La tecnologia IoT permette di creare e sviluppare una rete di comunicazione digitale wireless totalmente integrata: gli oggetti sono in grado di comunicare tra loro, trasmettere dati, ricevere comandi e istruzioni. In questo modo, è possibile monitorare e gestire a distanza ogni dispositivo connesso al sistema IoT.
A completare il perimetro digitale di una smart grid entrano in gioco altri strumenti, tra cui: piattaforme software e servizi cloud per l’analisi dei dati, intelligenza artificiale (un esempio è la manutenzione predittiva degli impianti industriali), realtà aumentata.
Quali vantaggi assicura una smart grid
In generale, i vantaggi comunemente associati all’utilizzo di una smart grid sono maggiore flessibilità ed efficienza, sostenibilità ambientale, aumento della qualità della vita e del benessere per le persone, riduzione dei consumi energetici.
Ecco qualche esempio pratico di possibili vantaggi assicurati da una rete intelligente urbana (smart city), tra quelli segnalati nell’ultima edizione dell’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano:
- Una rete di lampioni smart, oltre a diminuire i consumi di energia elettrica con la regolazione intelligente dell’intensità luminosa in base alle condizioni ambientali, può alimentare altri dispositivi destinati ai servizi a valore aggiunto, come sensori per il monitoraggio dell’inquinamento atmosferico, colonnine per la ricarica dei veicoli elettrici, sistemi di videosorveglianza.
- Con i semafori intelligenti è possibile ridurre i flussi di traffico e ottimizzare i percorsi dei mezzi pubblici, aumentando la loro velocità media di esercizio; inoltre, i mezzi pubblici possono essere monitorati a distanza per stimare il tempo di attesa nelle singole fermate.
- Tramite l’installazione di speciali sensori, anche gli spazi per le auto e i contenitori di rifiuti possono entrare in una smart grid urbana. I sensori, infatti, possono segnalare in tempo reale l’occupazione dei parcheggi e il livello di riempimento dei cassonetti, rendendo più efficiente l’organizzazione dei relativi servizi (controllo delle soste e giri di raccolta dei rifiuti).
