Trasformatori di potenza, rivoluzione tecnica tra efficienza e smart grid

Pubblicato martedì, 19 maggio 2015

I trasformatori di potenza sono uno dei componenti più rilevanti delle reti elettriche: permettono di trasformare l'energia elettrica in vari livelli di tensione rendendone possibile il trasporto dalle centrali alle reti di alta media e bassa tensione e di renderla fruibile ai consumatori finali.

Esistono diverse tipologie di trasformatori, di piccole, medie e grandi dimensioni. Nelle reti elettriche di distribuzione si utilizzano trasformatori  grandi e medi (di potenza da 50 kVA fino a 63 MVA) e per queste macchine elettriche, dal ciclo di vita medio di oltre 30 anni, sta per iniziare una nuova era, per effetto della cosiddetta direttiva Ecodesign.

È stato questo uno dei temi affrontati in occasione della XIX edizione del CWIEME di Berlino, il salone internazionale delle tecnologie e della componentistica elettronica, elettrotecnica ed elettromeccanica per diversi settori: dall'automotive, all'elettronica di consumo, fino all'industria aerospaziale.

Enel Distribuzione è stata chiamata a partecipare a uno dei seminari promossi nell'ambito dell'evento finalizzato a mettere in luce le novità tecniche e le prospettive di sviluppo del regolamento n. 548/2014 sui trasformatori di potenza approvato lo scorso anno dalla UE in attuazione della direttiva Ecodesign (Direttiva 2009/125/UE)

“Enel - spiega Flavio Mauri di Enel Distribuzione – è stata coinvolta nell'evento per due aspetti fondamentali: da un lato perché è tra le aziende di riferimento a livello europeo nel dibattito tecnico sull'aggiornamento della direttiva Ecodesign. Dall'altro perché partecipa al progetto di ricerca europeo Speed volto a sviluppare e sperimentare un nuovo concetto di trasformatore di potenza, più flessibile e più adatto all'evoluzione delle reti di distribuzione in smart grids”.

Mauri infatti è coordinatore del Working Group 29 Energy performance of large power transformers nell'ambito del CENELEC TC 14,  il Comitato europeo di “normalizzazione elettrotecnica”, il cui compito è definire le normative tecniche di settore. È inoltre uno dei referenti di Enel, insieme a Angelo De Simone, del progetto Speed, un'iniziativa finanziata nell'ambito del Settimo programma quadro di ricerca della UE, che coinvolge diversi leader mondiali nelle tecnologie per l'energia e l'automazione, e diverse università europee.

“La direttiva Ecodesign – ricorda Mauri - è la normativa quadro definita per salvaguardare l'ambiente e diminuire le emissioni di CO2 e stabilisce una serie di specifiche tecniche per rendere più efficienti tutte le macchine e i dispositivi che consumano energia, a partire da elettrodomestici e lampadine, fino ai trasformatori. Nel 2014 la UE ha adottato un nuovo regolamento che individua in modo specifico requisiti minimi di efficienza per i diversi tipi di trasformatori di potenza che saranno messi sul mercato dal primo luglio 2015”.

Il primo luglio di quest'anno rappresenta solo l'inizio del percorso tracciato dalla normativa, che prevede un secondo cambiamento di requisiti ancora più ambizioso nel luglio 2021. Uno studio della Commissione UE ha infatti stimato che nel 2008 le perdite annuali totali subite dal parco trasformatori nei Paesi dell'Unione ammontavano a 93,4 TWh. Migliorando la progettazione dei trasformatori di potenza sarebbe invece possibile un risparmio energetico al 2025 pari a circa 16,2 TWh all'anno, con una riduzione di 3,7 Mt delle emissioni di CO2.

“Il progetto europeo Speed – aggiunge quindi Mauri – sta sviluppando un nuovo concetto di trasformatore non più basato solamente sul funzionamento elettromagnetico, ma anche sull'elettronica di potenza, prevedendo quindi l'utilizzo di semiconduttori al carburo di silicio (SiC) ad alte prestazioni. Il ruolo di Enel è quello di elaborare le specifiche di queste nuove macchine per poi testarle nei nostri impianti”. La nuova generazione di trasformatori avrà caratteristiche di maggior flessibilità e si adatterà allo sviluppo delle reti intelligenti di distribuzione elettrica. Ai nuovi trasformatori spetterà il compito di contribuire alla stabilizzazione della tensione della rete e mantenere elevati i livelli di qualità delle forniture ai clienti.