Gestione dell'elettricità in una rete alimentata da energie rinnovabili

Il sole splende e non si vede una sola nuvola nel cielo azzurro di Brindisi, città del Salento, a volte descritta come il "tacco" dello "stivale" italiano. Nelle vicinanze, in una sottostazione di distribuzione di Mesagne, è stato messo in servizio con successo il primo trasformatore ibrido al mondo. Sullo sfondo suggestivo dell'antica Via Appia, circondata da uliveti e architettura barocca, Enel e Hitachi Energy hanno sperimentato un impianto pionieristico da 250 kW. Questa iniziativa congiunta è l'esempio di come la tecnologia innovativa possa consentire una gestione più intelligente dell'elettricità in un mondo sempre più alimentato dalle energie rinnovabili. Questo è particolarmente interessante per Brindisi e la sua area periurbana, dove la potenza installata totale dei piccoli impianti solari corrisponde alla potenza installata dei carichi.

Ma il sole non splende sempre, nemmeno a Brindisi. Di notte, l'energia non viene immessa in rete, mentre l'immissione è massima a mezzogiorno. Questo può portare a sovraccarichi di rete, instabilità di tensione e flussi di energia inversi. Le reti di distribuzione possono rispondere a questa sfida in due modi: possono aumentare la capacità costruendo nuove linee e sottostazioni, un'operazione che richiede anni dalla pianificazione all'esecuzione. Oppure possono implementare dispositivi che ottimizzano l'utilizzo delle infrastrutture esistenti, aumentando così la portata di energia. È qui che entra in gioco il trasformatore ibrido di Hitachi Energy.

Il trasformatore ibrido affronta le sfide della rete elettrica odierna combinando un trasformatore convenzionale con un livello intelligente di elettronica di potenza. È come aggiornare un termostato a un sistema di domotica: non si limita a reagire, si adatta.

Il trasformatore ibrido offre diverse funzionalità avanzate in un'unica soluzione compatta:

• Regolazione dinamica della tensione: mantiene stabili i livelli di tensione, anche quando la produzione da fonti rinnovabili e la potenza del carico fluttuano rapidamente e su tutto l'intervallo. Questo è fondamentale nelle aree periurbane come Brindisi, dove la produzione solare può soddisfare o superare la domanda locale.
• Correzione del fattore di potenza: migliora l'efficienza energetica riducendo la potenza reattiva (sprecata) che non contribuisce al lavoro utile, un po' come la messa a punto del motore di un'auto per una migliore resa chilometrica.
• Bilanciamento del carico di fase: in un sistema trifase, carichi non uniformi possono causare inefficienze e surriscaldamento. Il trasformatore ibrido è in grado di rilevare e correggere questi squilibri in tempo reale, come un vigile urbano che reindirizza le auto per mantenere tutte le corsie equamente utilizzate e scorrevoli. Filtraggio armonico: elimina il "rumore" elettrico causato dai dispositivi moderni, migliorando la qualità dell'energia e proteggendo le apparecchiature sensibili.

Integrando l'elettronica di potenza e la tecnologia degli inverter, è possibile controllare con precisione i parametri elettrici, migliorare la qualità del servizio e, soprattutto, aumentare la capacità della rete, consentendo l'integrazione di energia prodotta da fonti rinnovabili. In altre parole, il trasformatore ibrido rende la rete più sicura, flessibile e stabile.

Enel e Hitachi Energy hanno avviato la collaborazione su questo trasformatore pilota a seguito di un contratto aggiudicato nel 2023. Enel ha contribuito con la sua competenza e la sua rete di contatti e il team di Ricerca e Sviluppo di Hitachi Energy ha assemblato e testato il prototipo presso lo stabilimento di Lodz, in Polonia. Questo risultato rappresenta il culmine di un impegno continuo durato due anni, guidato dal programma di Ricerca e Sviluppo PE della Business Unit Trasformatori di Hitachi Energy, con il team in Svizzera e Polonia. La progettazione è stata fatta a Ginevra, in Svizzera.

Nell'estate del 2025, il trasformatore è stato installato a Mesagne e la sua capacità di regolare dinamicamente la tensione e correggere il fattore di potenza è stata confermata sul campo attraverso misurazioni in tempo reale e registri di misurazione raccolti durante la messa in servizio. È la dimostrazione perfetta che insieme si ottengono risultati migliori e che sono necessarie collaborazione e partnership per realizzare la transizione energetica.

Il trasformatore ibrido non è solo un aggiornamento tecnico, ma una risorsa strategica. Offrendo flessibilità, consente agli operatori del sistema di distribuzione di liberare fino al 30% di capacità in più dall'infrastruttura esistente, consentendo una risposta più rapida per supportare la crescente quantità di energia rinnovabile integrata nella rete. Rappresenta una nuova classe di apparecchiature di rete digitale, multifunzionali, adattive e progettate per facilitare la transizione energetica. Può sostituire o integrare altri dispositivi, offrendo una soluzione più integrata ed economica.

Man mano che continuiamo a testare e perfezionare la tecnologia, il trasformatore ibrido potrebbe diventare un pilastro delle moderne reti di distribuzione, consentendo sistemi energetici più puliti, più resilienti e più efficienti.