La rete dei vasi sanguigni e quella elettrica condividono un fattore fondamentale per il loro funzionamento: la tensione. La tensione o pressione arteriosa indica la forza con cui il sangue scorre all’interno del sistema circolatorio per fornire ossigeno a tutti gli organi del corpo umano. Quando è troppo alta, la forza del sangue può danneggiare i vasi sanguigni e il cuore. Quando è troppo bassa, provoca debolezza, vertigini e perdita di coscienza. Lo stesso vale per la tensione elettrica. Quando la tensione è troppo bassa la perdita di coscienza, o più precisamente l’avaria, minaccia anche il sistema elettrico. Proprio come la pressione sanguigna fa circolare il sangue, la tensione elettrica spinge gli elettroni attraverso la rete. Se la tensione è troppo alta, può danneggiare gli impianti elettrici. Se è troppo bassa, si verificano malfunzionamenti nella rete.

La tensione elettrica è quindi un importante indicatore dello stato della rete e viene quindi monitorata attentamente da Swissgrid. Se si abbassa, è necessario aggiungere la cosiddetta potenza reattiva, mentre se si alza troppo bisogna prelevarne una determinata quantità per garantire la stabilità della rete. Ciò avviene, ad esempio, attraverso una commutazione mirata, che consente di reindirizzare l’energia su altre linee con più capacità.

Markus Imhof, responsabile del team System Operations System Management, spiega quali sono le cause di un eccesso di tensione o di sottotensione nella rete elettrica e come le specialiste e gli specialisti di Swissgrid le evitano nella loro gestione quotidiana della rete.

Cosa succede se la tensione si abbassa o si alza improvvisamente?

Gestiamo la nostra rete ad altissima tensione tra 220 kV e 245 kV e tra 390 kV e 420 kV. Se la tensione diventa troppo alta, la distanza di isolamento, cioè la dimensione degli isolatori, non è più sufficiente e potrebbe verificarsi un arco elettrico. Questo arco può danneggiare i nostri impianti o, nel peggiore dei casi, causare lesioni personali. Può anche innescare una reazione a catena, causando un guasto simultaneo a molte linee, che potrebbe portare a un collasso della rete.

Se la tensione è troppo bassa, può verificarsi un collasso della tensione. Questo tipo di collasso può essere localizzato o regionale e causare un’interruzione dell’approvvigionamento.

Come fa Swissgrid a monitorare la tensione della sua rete?

Abbiamo due centri di comando, uno ad Aarau e l’altro a Prilly. In questi centri, le nostre specialiste e i nostri specialisti monitorano continuamente (24 ore su 24, 7 giorni su 7) il rispetto dei limiti di tensione. A tal fine utilizzano il nostro sistema di comando, che permette di visualizzare i valori di tensione delle nostre 151 sottostazioni. Se la tensione diventa troppo alta o troppo bassa, si attiva un allarme e si analizzano le misure più appropriate da adottare.

Come fa Swissgrid a garantire che la tensione rimanga entro limiti accettabili?

Il mantenimento della tensione in Svizzera è regolato dal piano di mantenimento della tensione. In Svizzera, le centrali elettriche sono tenute a contribuire al mantenimento della tensione e devono quindi aggiungere o assorbire potenza reattiva.

Che cos’è la potenza reattiva?

La potenza reattiva è una forma di energia elettrica che fluisce attraverso le nostre linee ma non funziona in senso stretto, quindi non può essere utilizzata per illuminare LED o caricare batterie. Tuttavia è necessaria per far funzionare molti apparecchi elettrici, come motori e trasformatori. Troppa potenza reattiva può sovraccaricare la rete elettrica. Per questo motivo viene costantemente monitorata e, se necessario, compensata con misure mirate per garantire l’efficienza e la stabilità della rete.

E questo è il compito delle centrali elettriche?

Questo è uno dei compiti delle centrali elettriche, che ricevono una compensazione per l’energia reattiva che producono. Affinché le centrali elettriche sappiano come impostare correttamente la tensione, Swissgrid calcola i cosiddetti valori ottimali di tensione. Questi si basano su un processo di ottimizzazione chiamato Optimal Power Flow. Allo stesso tempo, ciò consente di ridurre al minimo la perdita di potenza nella rete e di minimizzare i costi della potenza reattiva.

Swissgrid invia il piano per la tensione calcolato alle centrali elettriche, che regolano la loro tensione scambiando più o meno potenza reattiva con la rete di trasmissione, a seconda delle necessità.

Se la potenza reattiva delle centrali elettriche non è sufficiente, Swissgrid può utilizzare ulteriori variatori di fase. In questo caso, un generatore nella centrale elettrica funzionerà come un motore: non genera energia elettrica, ma può aggiungere o assorbire potenza reattiva in modo mirato. In questo modo, contribuisce a mantenere stabile la tensione all’interno della rete.

Le reti di distribuzione hanno un ruolo nel mantenimento della tensione?

Sì, le reti di distribuzione, cioè le reti elettriche delle aziende che distribuiscono l’elettricità alle economie domestiche e alle imprese, hanno un grande ruolo nel mantenimento della tensione. Esse scambiano grandi quantità di potenza reattiva con la rete di trasmissione. Tuttavia, hanno poco o nessun controllo su questo scambio di potenza reattiva. Il motivo principale di questo importante scambio sono le loro reti di cavi interrati. Una rete di cavi interrati genera molta più potenza reattiva di una rete di linee aeree. Se le reti di distribuzione non sono in grado di compensare localmente la potenza reattiva, questa viene aggiunta nella rete di trasmissione. Questo intervento può portare a un aumento della tensione sulla nostra rete o addirittura a violazioni dei limiti di tensione.

Quali sono le sfide attuali e future di Swissgrid legate al mantenimento della tensione?

Il mantenimento della tensione comporta una serie di sfide. A seguito del progressivo cablaggio interrato delle reti di distribuzione, la produzione di potenza reattiva (o energia reattiva) è in aumento. Se questa potenza reattiva non viene compensata nella rete di distribuzione, si creano tensioni elevate nella rete di trasmissione, che devono essere compensate dalle centrali elettriche. Anche l’aumento delle linee di cavi sotterranei nella nostra rete genera una maggiore potenza reattiva, che dobbiamo compensare.  Con l’aumento degli impianti per le fonti d’energia rinnovabili, in particolare fotovoltaici, il carico sulla rete di distribuzione e sulla rete di trasmissione sta diminuendo. Le linee poco cariche o scariche generano molta potenza reattiva, che provoca un aumento della tensione. È sempre più difficile per le centrali elettriche assorbire potenza reattiva a sufficienza. Swissgrid sta quindi pianificando la costruzione di impianti di compensazione per garantire la disponibilità di risorse di potenza reattiva in Svizzera anche in futuro.

La rete di trasmissione di Swissgrid è una delle più sicure e affidabili al mondo e viene fatto tutto il possibile affinché rimanga tale – anche per quanto riguarda il mantenimento della tensione.