Referente: Maria Valenti
Le Smart Grid sono reti elettriche intelligenti che utilizzano tecnologie digitali, informatiche e di comunicazione per monitorare e gestire in modo efficiente la produzione, distribuzione e consumo di energia. Grazie a sensori, misuratori, apparati di automazione, software e sistemi di comunicazione avanzati, le smart grid permettono una gestione più flessibile e ottimizzata dell’energia, integrando fonti rinnovabili, migliorando l’affidabilità e la resilienza del sistema elettrico e consentendo agli utenti di partecipare attivamente alla gestione della domanda energetica.
Le Smart Grid sono una tecnologia abilitante per la decarbonizzazione; esse, infatti, favoriscono l’elettrificazione di settori come trasporti e riscaldamento e l’integrazione delle fonti rinnovabili, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e accelerando la transizione verso un sistema energetico a basse emissioni di carbonio.
In tale ambito, ENEA progetta e sviluppa applicazioni nel settore delle Smart Grid e delle reti e microreti energetiche in presenza di poligenerazione distribuita e accumulo energetico, e per l’integrazione in rete delle fonti rinnovabili, la gestione flessibile della produzione e della domanda e l’erogazione di servizi ancillari.
ENEA studia le problematiche della generazione distribuita e delle reti intelligenti, sviluppando le relative strategie di gestione, controllo ed ottimizzazione mediante approcci multi-obiettivo anche in relazione alle diverse richieste di fornitura di servizi energetici. Inoltre, implementa modelli di previsione della producibilità energetica da FER e dei profili di carico, anche attraverso tecniche di intelligenza artificiale e big data analysis.
ENEA studia ed implementa tecniche e soluzioni di cybersicurezza per garantire la sicurezza anche in presenza di reti smart e digitalizzate. Progetta ed implementa tecniche e soluzioni per il miglioramento di adeguatezza, affidabilità, resilienza e sicurezza delle reti elettriche in presenza di fonti rinnovabili.
ENEA analizza, sviluppa e caratterizza dispositivi di conversione dell’energia per sistemi di produzione da fonte solare, per il loro interfacciamento in rete e per l’erogazione di servizi ancillari di rete.
ENEA conduce, inoltre, attività di ricerca sulle tecnologie e metodologie per l’integrazione delle reti energetiche e lo sviluppo di hub energetici multi-vettore e comunità energetiche in presenza di fonti rinnovabili e accumulo energetico. Progetta, sperimenta e caratterizza componenti e sistemi per la diffusione delle applicazioni dell’accumulo termico, implementando le relative tecniche di gestione e controllo nelle reti termiche.
I laboratori ENEA che si occupano di Smart Grid sono dotati di strumentazione e sistemi di analisi, misura e diagnostici all’avanguardia, nonché di impianti e infrastrutture dalla scala laboratorio fino alla scala prototipale e pilota e possono supportare il mondo industriale e le PA nella progettazione, sviluppo e sperimentazione di soluzioni per le smart grid.
Nello specifico presso il Centro di Portici è stata realizzata una microrete avanzata, in cui sono presenti strumentazioni di emulazione, impianti e infrastrutture che permettono di mettere in atto soluzioni replicabili poi in scenari reali, consentendo di validare le performance energetiche, ma anche la scalabilità.
Inoltre, sempre nel Centro di Portici è presente un prototipo di Smart Energy Microgrid, una microrete sperimentale che interconnette risorse di generazione, utilizzatori e sottoreti (nanogrid elettrica, nanogrid termica, aree sperimentali e generazione distribuita) in un sistema energetico digitalizzato ed integrato basato su un approccio modulare.
È presente, inoltre, una nanogrid termica a bassa temperatura utilizzata per la validazione sperimentale di modelli dinamici di rete di teleriscaldamento/teleraffrescamento a bassa temperatura con pompe di calore elettriche che consente quindi di testare le metodologie sviluppate da ENEA per una gestione ottimizzata del carico elettrico delle pompe di calore, che consideri la flessibilità relativa alle condizioni di comfort termico degli utenti in Demand Response.
I principali progetti di ricerca in corso sono il progetto Mission Innovation POA Smart Grid, il Piano Triennale di realizzazione 2022-2024 della Ricerca di Sistema Elettrico (Progetto 2.3: “Evoluzione, pianificazione, gestione ed esercizio delle reti elettriche”, Progetto 2.1: “Cybersecurity dei sistemi energetici”), il progetto europeo eNeuron finanziato nell’ambito di Horizon 2020 , il progetto europeo finanziato nell’ambito di Horizon Europe EU-Dream e il progetto PNRR NEST-Spoke 7: Smart Sector Integration.