Nome e caratteristiche (area, tema) del progetto
Progetto Calajoule, sviluppo di conduttori innovativi per il potenziamento e la riduzione delle perdite Joule nella trasmissione e trasformazione dell’energia elettrica
Area: Trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica
Quali sono gli obiettivi del progetto? Quali i risultati da ottenere?
Nell’ambito della tematica “Trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica” prevista dal Piano Triennale della Ricerca sul Sistema Elettrico, si è proposto un progetto orientato a sviluppare conduttori elettrici innovativi da installare sulle linee elettriche aeree in sostituzione dei conduttori tradizionali.
L’obiettivo è ottenere una riduzione della resistenza elettrica, a parità di prestazioni meccaniche. Ciò comporta il vantaggio di una riduzione delle perdite per effetto Joule e quindi di un risparmio energetico a parità di corrente trasmessa.
La proposta di utilizzare conduttori con portante innovativa e con adeguata parte conduttiva permetterebbe di diminuire le perdite in linea lasciando inalterate le strutture esistenti.
Le attività di ricerca sono incentrate sullo studio di nuovi materiali per conduttori e portanti meccaniche e sullo sviluppo sperimentale di uno o più prototipi di corda innovativa per le linee aeree con relativi accessori per l’installazione, affiancati dalla valutazione delle prestazioni, impatti e benefici sulla rete elettrica nazionale.
Quali sono le ricadute industriali? Che benefici ci saranno per l’utente finale?
La necessita di rinforzo della rete elettrica italiana riserva alcune preoccupazioni agli enti preposti alla gestione delle reti di trasmissione e distribuzione, in quanto alcune delle linee esistenti, costruite ormai da diversi decenni, risultano sovraccaricate dai transiti di potenza durante i picchi di carico. Per risolvere tale problema allo stato attuale delle cose ci sono solamente due alternative: costruire nuove linee di trasmissione o potenziare quelle esistenti.
La prima ipotesi risulta di grande difficoltà realizzativa per quanto riguarda le linee aeree, in quanto richiede ingenti investimenti economici e soprattutto appare ostacolata dalle amministrazioni locali, che concedono con molta difficoltà l’autorizzazione al passaggio sul proprio territorio di nuovi elettrodotti aerei. Perciò, sempre più spesso l’unica via praticabile è quella del potenziamento delle linee esistenti, realizzabile sostituendo i conduttori presenti con altri aventi maggiori portate di corrente.
A tutt’oggi, rimanendo nell’ambito dei conduttori tradizionali ciò comporterebbe un aumento del peso del conduttore e perciò ancora una volta la necessità di adeguare i sostegni presenti. Anche l’uso di conduttori HTLS (High Temperature Low Sag) di prima generazione, pur consentendo il ripotenziamento delle linee mantenendo gli stessi sostegni, comporterebbe tuttavia un aumento delle perdite. Obiettivo del nostro progetto è viceversa la ricerca di conduttori che permettano di incrementare la portata delle linee senza aggravare le perdite in rete.
La possibilità di disporre di conduttori innovativi (tali cioè da permettere una maggiore portata a parità di peso) potrebbe dare soluzione alle suddette problematiche superando molti problemi di congestione delle linee e riducendo nel contempo le perdite per effetto Joule nella trasmissione e distribuzione di energia elettrica.
I benefici per gli utenti
Per gli utilizzatori del sistema elettrico il beneficio deriva dal fatto che, a parità di diametro esterno, la resistenza chilometrica dei conduttori innovativi è minore di quella dei conduttori attualmente utilizzati. Perciò, ipotizzando che una linea elettrica equipaggiata con i conduttori innovativi sia percorsa dalla stessa corrente di una linea tradizionale, si otterrà una riduzione delle perdite per effetto Joule. Estendendo questo concetto al complesso delle linee del sistema elettrico si può facilmente dedurre l’ordine di grandezza del risparmio energetico conseguibile. Ad esempio, ipotizzando una riduzione media anche molto bassa come l’1% della potenza dissipata nella trasmissione, in corrispondenza dei picchi sul sistema di trasmissione, che in Italia raggiungono i 55 GW, si potrebbe ottenere un risparmio di potenza dell’ordine di 550 MW.
L’efficientamento della rete elettrica conseguente alla riduzione delle perdite ha vantaggi e ricadute evidenti per tutti: i gestori del sistema elettrico, gli utilizzatori finali e non ultimo l’ambiente visto che quell’energia risparmiata non deve essere prodotta. Questo implica un minore sfruttamento delle risorse soprattutto se non rinnovabili e in quest’ultimo caso anche una riduzione delle emissioni di anidride carbonica.
Quali sono i partner coinvolti nel progetto?
Capofila: De Angeli Prodotti S.R.L.
Partner: Nuova Elettromeccanica Sud S.P.A; Università di Padova – Dipartimento di Ingegneria Industriale
Quanto costa?
Costo complessivo del progetto € 2.249.516,33
Contributo ammissibile € 1.088.161,64
– Ricerca Industriale € 699.875,04
– Sviluppo Sperimentale € 388.286,61
Contributo € 1.302.860,04 (compreso bonus per PMI e Organismo di ricerca, vedi art. 7)