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Rinnovabili (e non solo): i 5 trend dell’energia per il 2024 secondo Eaton 

Nelle prime settimane del nuovo anno, con i prezzi dell'energia finalmente più stabili, nel settore delle utilities l’attenzione si conferma sulla transizione verso un maggior utilizzo delle fonti rinnovabili e su come mantenere gli impegni di COP28

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credits: Eaton

La produzione di energia elettrica è la principale fonte di emissioni di anidride carbonica al mondo, come sottolinea anche l’Autorità Internazionale per l’Energia (AIE) nel suo nuovo report Elettricità 2024. Di conseguenza, il settore delle utilities può giocare un ruolo chiave nella riduzione delle emissioni di CO2 a livello globale, guidando la transizione energetica attraverso la crescente diffusione dell’utilizzo di energie rinnovabili. Con queste premesse, Eaton – azienda leader a livello globale nella gestione dell’energia, ha identificato i 5 trend che caratterizzeranno il settore energetico nel 2024.

  1. Modernizzazione della rete

La modernizzazione della rete è indubbiamente un tassello fondamentale del percorso verso nuovi modelli di sviluppo più sostenibile. Il Piano d’Azione dell’UE per le Reti, presentato a fine novembre 2023, mira ad affrontare le principali sfide legate all’espansione, alla digitalizzazione e a un migliore utilizzo delle reti di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica all’interno dell’Unione.

Perché è necessario? Il motivo è semplice: il consumo di elettricità aumenterà man mano che la società abbraccerà l’elettrificazione. Nell’UE si prevede una crescita attorno al 60% da qui al 2030 – e anche nei Paesi europei non appartenenti all’Unione le stime sono simili. Considerando che circa il 40% delle reti di distribuzione in Europa ha più di 40 anni, risulta chiara l’urgenza della modernizzazione, per consentire alla società di sfruttare al meglio tutta l’energia disponibile, attraverso un approccio che permetta a edifici e infrastrutture di generarla e immagazzinarla, diminuendo la dipendenza dalla rete.

  1. Attenzione alle energie rinnovabili

L’energia solare si conferma la fonte energetica più conveniente in termini di nuova capacità installata: si prevedono quindi investimenti strategici nel fotovoltaico su scala industriale. L’installazione e la manutenzione possono essere impegnative, anche perché la connettività della rete, i requisiti di accumulo dell’energia e la necessità di misure di sicurezza informatica più affidabili rendono la gestione dei progetti sempre più complessa: superare queste sfide è però necessario.

L’aggiunta di nuova capacità richiede inoltre l’installazione di migliaia di unità, inverter e chilometri di cavi, in un momento storico in cui il personale qualificato scarseggia. Si tratta di un compito gravoso, che rende la riduzione dei costi e della complessità delle installazioni fotovoltaiche su larga scala una vera e propria priorità per il settore delle utilities. In questo contesto si inserisce la Strategia dell’Unione Europea per l’Energia Solare, parte del piano REPowerEU per ridurre la dipendenza dell’UE da petrolio e gas, mirando accelerare la diffusione dell’energia solare, sia negli edifici commerciali che residenziali.

  1. Quadri elettrici privi di gas SF6

Il settore elettrico si trova a dover fare i conti con i cambiamenti normativi previsti per il 2024 nell’UE e, in particolare, con gli effetti dell’imminente divieto di utilizzo del gas SF6 nei quadri elettrici. L’esafluoruro di zolfo è un gas serra sintetico estremamente potente che permane per migliaia di anni nell’atmosfera e, poiché l’impiego di 1 kg di SF6 equivale all’emissione di 25.200 kg di CO2, la sua eliminazione rappresenta un importante obiettivo ambientale.

Già a fine 2023, il Consiglio e il Parlamento europeo hanno raggiunto un accordo provvisorio per vietare l’uso di quadri elettrici di media tensione che utilizzano l’SF6, attraverso un’eliminazione graduale che inizierà nel 2026. A tale accordo seguiranno ulteriori interventi normativi dell’UE, allo scopo di mettere al bando l’SF6 anche in altre categorie di commutatori. Del resto, al momento, sono già disponibili sul mercato alternative collaudate, in particolare nella categoria di media tensione fino a 24kV compresi, la fascia di quadri più utilizzata. Lo scenario si sta quindi evolvendo rapidamente ed è importante per le aziende conformarsi alla normativa il prima possibile.

  1. Digitalizzazione e Intelligenza Artificiale

La transizione energetica è ampiamente coadiuvata dalla digitalizzazione, e nell’ultimo anno tutti i settori hanno provato a esplorare il potenziale dell’IA generativa in più contesti: nell’ambito delle utilities, potrà senza dubbio contribuire alla scoperta di nuove modalità di integrazione e gestione delle energie rinnovabili.

L’IA generativa supporta il processo decisionale selezionando e analizzando velocemente un’enorme quantità di informazioni: il potenziale è ampissimo, soprattutto se utilizzata a scopo previsionale, per capire dove e quando sarà necessaria l’energia e come fornirla in modo rapido ed efficiente all’interno di un sistema decentralizzato. Date queste premesse, nel corso del 2024 sarà fondamentale seguire gli sviluppi dell’IA, guardando con attenzione alla cybersecurity e a due regolamentazioni comunitarie: l’AI Act e l’UE Data Act.

  1. La spinta dell’innovazione

Cogliere le nuove opportunità e adattarsi a un panorama normativo in rapida evoluzione sarà sempre più cruciale, nel 2024. La capacità di svolgere il proprio ruolo nella transizione energetica e di plasmare un futuro sostenibile e resiliente dipenderà dalla velocità e dalla flessibilità con cui i player del settore faranno ricorso a fonti rinnovabili, alternative ai combustibili fossili.

E che fine faranno le promesse fatte alla COP28?  “Diversi dei punti toccati durante la conferenza avranno un impatto sul settore delle utilities, ma se dovessimo sceglierne solo una, sarebbe l’Impegno Globale per le Energie Rinnovabili e l’Efficienza Energetica, che prevede di triplicarne l’utilizzo entro il 2030. Infatti, sarà proprio questo obiettivo a mettere la transizione energetica al centro dello sviluppo e dell’attuazione delle strategie dei mesi a venire”, ha dichiarato Paolo Tagliabue, Product Marketing Manager Divisione Energy Storage di Eaton Italia

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Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.