L’energia elettrica è ormai considerata una commodity e, per la maggior parte delle aziende, è normale disporre in pochi giorni dell’elettricità necessaria per le proprie attività, con l’unico “problema” di collegarsi fisicamente alla locale cabina di distribuzione. In realtà la fornitura dell’energia elettrica è resa possibile, a monte, da una complessa rete di trasmissione, chiamata a servire l’intero territorio nazionale, con la capacità di soddisfare, costantemente, esigenze variabili nel tempo. Un’attività complessa e strategica, poiché dall’energia elettrica dipende il funzionamento delle città e delle aziende. Il tutto, inoltre, va considerato nel contesto della transizione energetica che, se da una parte è in grado di apportare notevoli vantaggi ambientali ed economici, dall’altra rende più complesso l’esercizio elettrico sul territorio nazionale, in quanto le fonti alternative come sole e vento, per loro natura, sono meno costanti e prevedibili rispetto a quelle tradizionali. Senza dimenticare che la produzione locale richiede un monitoraggio ancora più articolato per garantire la stabilità delle forniture su tutto il territorio nazionale. Una stabilità e una fornitura rese possibili da un’infrastruttura di circa 75mila chilometri di linee elettriche in alta e altissima tensione e circa 900 stazioni, gestita da Terna, che ha la responsabilità delle attività di pianificazione, sviluppo, esercizio e manutenzione della Rete di Trasmissione Nazionale (RTN).
Proprio Terna, che nell’aggiornamento del Piano Industriale 2021-2025 ‘Driving Energy’ da complessivi 10 miliardi di euro di investimenti per la rete elettrica, ha previsto 1,2 miliardi dedicati alla digitalizzazione e all’innovazione degli asset, assolve il delicato compito di garantire il perfetto funzionamento delle reti in alta tensione che alimentano l’intero Paese, assicurando la corretta erogazione dell’energia elettrica alle stazioni elettriche di alta tensione sparse sull’intero territorio nazionale.
Terna investe nello sviluppo della rete elettrica
Per raggiungere questi obiettivi, l’azienda ha programmato un importante piano di rinnovo e sviluppo delle infrastrutture elettriche nazionali così da essere maggiormente resiliente con le mutate esigenze di settore. Peraltro, anche nei decenni passati, gli andamenti dei mercati economici non sempre hanno consentito uno sviluppo integrato delle connessioni in alta tensione dei cosiddetti “grandi utilizzatori” e, frequentemente, si dovevano “inseguire” le numerose richieste di connessione degli utenti. Così, per far fronte rapidamente a tali richieste si è fatto spesso ricorso all’adozione di numerose soluzioni di connessione a “T”, come rappresentato schematicamente in Figura 1, che, se da una parte erano realizzabili in tempi relativamente brevi, dall’altra, determinavano una certa “rigidità” dell’esercizio della rete AT. Ad esempio, con il riscontro attuale è necessario disalimentare l’intera dorsale di alta tensione, durante le attività di manutenzione o in caso di guasto sulla linea.
La corretta alternativa a tale modalità prevede la connessione dell’utente in antenna su una nuova stazione elettrica della RTN, a sua volta connessa in “Entra-Esce” alla linea AT esistente (vedasi Figura 2), con la possibilità di gestire, al meglio, l’esercizio del sistema elettrico. La soluzione potrebbe tuttavia implicare tempi autorizzativi significativi, mentre Terna è particolarmente attenta alle esigenze di servizio degli utenti, oltre che alla valorizzazione delle fonti di produzione alternative. In tale senso, nelle more dell’ottenimento dei permessi alle istanze autorizzative richieste dalle vigenti leggi, e comunque nell’ottica di migliorare la situazione esistente della RTN, ci si è spinti a ideare e sperimentare l’applicazione di nuove soluzioni innovative.
Nasce l’OMP, la rivoluzione di Terna
Da qui l’idea di ingegnerizzare nuove soluzioni, più moderne e intelligenti. Un compito assegnato al team guidato dall’ingegnere Roberto Spezie, responsabile Tecnologie, nell’ambito della struttura RIT di Terna. Come spiega lo stesso Spezie, “Terna sta investendo per rendere le infrastrutture di rete ancor più efficienti e sostenibili, coerentemente con le richieste del mercato e dei futuri scenari. Questo comporta anche l’impiego di tecnologie di controllo e monitoraggio altamente innovative e lo sviluppo di nuove soluzioni elettromeccaniche, chiamate a conferire flessibilità a una rete apparentemente rigida”.
Proprio il gruppo guidato da Spezie, di cui fanno parte tecnici con diverse specializzazioni, ha ingegnerizzato l’OMP – l’Organo di Manovra su Palo (Figura 3): “Si tratta di una soluzione nata sul territorio e che racchiude tutte le competenze della nostra azienda”, dichiara Spezie. Non dobbiamo infatti dimenticare che per l’esercizio del sistema elettrico, soprattutto ad alta tensione, l’infrastruttura fatta da linee aeree, tralicci e cavi interrati rappresenta solo la parte visibile di un lavoro che comporta, oltre alla progettazione, alla definizione di soluzioni facilmente manutenibili e alla loro realizzazione fisica, anche un monitoraggio costante del sistema, con la capacità di poter intervenire in tempi rapidi o, ancor meglio in modo preventivo, a fronte di qualsiasi perturbazione o criticità in rete.
Queste ultime sono peraltro in continuo aumento, sia per la dinamicità del mercato (che vede il cambiamento di assetto strategico di numerose aziende), sia perché l’impiego delle fonti energetiche alternative ha cambiato il modello di approvvigionamento, chiamato a reindirizzare l’energia elettrica prodotta, immessa in rete da migliaia di punti differenti e spesso privi di pianificazione, anche perché soggetti alla variabilità territoriale delle condizioni di vento e irraggiamento solare.
Perturbazioni e variazioni che, però, non possono interferire con lo sviluppo industriale del Paese, al quale occorre garantire, rapidamente e costantemente, un’adeguata fornitura energetica. Il lavoro del team di Terna si è così focalizzato sulla possibilità di sfruttare le infrastrutture esistenti per installare, in determinati punti della rete elettrica, dispositivi di manovra e sistemi di controllo caratterizzati da una capacità di azione e un livello di automazione e intelligenza sufficienti per interrompere la corrente nominale e quella di guasto delle dorsali AT interessate, con la possibilità di agire sia in automatico che da remoto.
Si tratta di un’autentica rivoluzione, che qualifica radicalmente l’attività di manutenzione ed esercizio delle reti AT, garantendo tempestività negli interventi e riducendo, oltre agli spostamenti delle squadre di tecnici, anche il disagio per gli utenti, in presenza di un potenziale disservizio che colpisce una porzione di rete.
Ma come è possibile tutto questo, soprattutto operando su strutture tradizionali, caratterizzate da elementi attraversati da elettricità ad altissima tensione?
Partiamo dall’intelligenza dei sistemi digitali …
Il primo aspetto sul quale hanno lavorato i tecnici di Terna è stato quello di sfruttare l’intelligenza dei moderni sistemi digitali di automazione di stazione, consentendo agli apparati, oltre che di agire sul sistema elettrico secondo le necessità, anche di comunicare tra loro e con le sale di controllo. Questo, come spiega Spezie, è sicuramente l’aspetto più affascinante dell’intero progetto. Ma è anche quello relativamente più “semplice”, poiché la spinta all’utilizzo dei nuovi sistemi digitali, promossa da Terna prima e seguita dalla risposta tecnologica del mercato poi, hanno portato allo sviluppo e alla validazione applicativa di soluzioni adeguate per la protezione, il comando e il controllo delle infrastrutture elettriche e per le quali, da tempo, sottolinea Spezie, “monitoriamo anche da remoto stati e grandezze del sistema elettrico, utilizzando la nostra rete in fibra ottica che collega, sviluppandosi secondo il tracciato dei nostri elettrodotti, i singoli centri dell’alta tensione”.
“La vera innovazione doveva essere una soluzione tecnica compatta e resiliente, oltre che sostenibile sul territorio. Non possiamo infatti dimenticare che i nostri sostegni e le nostre stazioni elettriche hanno, necessariamente, un’interazione visiva. E noi siamo chiamati a coniugare le esigenze di alimentazione elettrica con quelle della salvaguardia ambientale”. Da qui l’ideazione di un sostegno a traliccio del tutto simile a quelli esistenti, ma capace di accogliere, all’interno del volume delimitato dalle strutture reticolari, i nuovi sistemi digitali di automazione i moderni dispositivi di manovra. Questi sono associati anche a innovativi sistemi di alimentazione elettrica dei Servizi Ausiliari, in grado di prelevare l’energia elettrica necessaria per alimentare la parte ‘intelligente’ dell’OMP direttamente dalla linea aerea ad alta tensione e, dunque, da un’infrastruttura più resiliente, anche in condizioni ambientali ghiaccio-neve estreme, rispetto alle tradizionali linee in media o bassa tensione. Il tutto secondo anche un approccio migliorativo della sostenibilità ambientale e sociale sul territorio, considerato che quest’ultimo non sarà più interessato ed occupato da nuove linee MT e bt funzionali all’alimentazione dei Servizi Ausiliari.
Un’idea applicata, per la prima volta, in Valle D’Aosta, dove un’utenza attiva rinnovabile (nello specifico una centrale idroelettrica) ed una passiva (un’acciaieria) erano alimentati con il tradizionale collegamento a “T” (Figura 4): una modalità che comportava limiti sia durante le manutenzioni che in caso di guasto sulla dorsale di alta tensione.
I tradizionali sistemi di manovra (sezionatori con manovra manuale a vuoto), posti “a monte” e “a valle” dell’utenza, sono così stati sostituiti da altrettanti moderni OMP (Figura 5) dotati di controllo e comando gestibili sia in locale che da remoto e collocati all’interno di uno shelter realizzato appositamente. La soluzione si è dimostrata particolarmente efficace, poiché gli shelter installati su pali diversi sono in grado di “leggere” quanto sta avvenendo sul sistema elettrico, nonché di comunicare tra loro e con le stazioni elettriche terminali degli elettrodotti, correggendo automaticamente eventuali problematiche, grazie alla possibilità di comandare in autonomia, in apertura e chiusura, i Moduli di Manovra in AT e reagendo così, in tempo reale, alle condizioni registrate dai sistemi di rilevazione delle grandezze elettriche. Il nuovo sistema è dotato, infatti, anche di apparecchiature, incorporate nel Modulo di Manovra in AT, che misurano costantemente le grandezze elettriche di tensione e corrente e, al tempo stesso, potrebbero essere anche installati una serie di sensori in grado di rilevare le condizioni atmosferiche e, persino, i valori di tiro meccanico delle corde della linea aerea per fornire importanti indicazioni ai gestori delle sale elettriche di controllo territoriale. Questi ultimi, peraltro, hanno la possibilità di monitorare il sistema e di comandare eventuali manovre da remoto in funzione delle esigenze specifiche di servizio o di manutenzione.
La soluzione degli OMP si è subito dimostrata funzionale poiché, oltre a prevenire i disagi causati da guasti o perturbazioni atmosferiche, consente di disalimentare, da remoto, specifiche tratte di rete in alta tensione, consentendo ai tecnici di operare in condizioni di estrema sicurezza e minimizzandone, allo stesso tempo, i tempi di intervento.
… e consideriamo anche la parte elettromeccanica
Passando a considerare le componenti elettromeccaniche della soluzione dell’OMP si osserva come, nei Moduli di Manovra AT adottati, sia le parti elettriche che gli elementi meccanici di comando (aste e leverismi) siano interne agli involucri protetti, contenenti gas dielettrico. Ciò ha reso possibile perseguire, accanto alla peculiarità di resilienza per la formazione di blocchi di ghiaccio negli snodi meccanici, tipici delle apparecchiature di manovra tradizionali in ambienti freddi, anche distanze elettriche di isolamento molto inferiori a quanto richiesto dalle soluzioni isolate in aria. Tutto ciò col risultato di una maggiore compattazione generale delle apparecchiature di manovra così che, a parità di ingombri complessivi del sistema, è stato possibile attuare un insieme che, oltre alle apparecchiature di sezionamento, incorpora anche un interruttore, unitamente alle apparecchiature di misura. Un insieme, in definitiva, in grado di attuare azioni di esercizio elettrico (apertura della corrente nominale e della corrente di corto circuito per guasto in linea) più performanti per il sistema elettrico e collocabile, in modo armonioso, nello spazio disponibile all’interno della “finestra” della testa-palo dei nuovi sostegni a “Delta” (Figura 6) secondo geometrie perfettamente assimilabili, se non inferiori, a quelle degli esistenti sostegni tradizionali.
Gli stessi shelter, oltre ad essere alimentati direttamente dalla rete di alta tensione tramite un sistema TIP (Trasformatore Induttivo di Potenza) incorporato nel Modulo di Manovra, dispongono anche di un sistema di batterie per le situazioni di emergenza.
Tutto questo riduce al minimo la presenza del personale operativo, per gli interventi diretti di manovra manuale sui tradizionali sezionatori su Palo, con conseguente aumento della sicurezza.
Gli shelter ci sono, ma non si vedono
In parallelo allo sviluppo delle nuove soluzioni tecniche di controllo, come spiega Spezie, Terna ha investito soprattutto sul rispetto del territorio: “Ogni nostra innovazione non può prescindere dall’ambiente in cui verrà installata e del quale ne diverrà parte integrante”. La struttura dello shelter, all’interno della quale sono racchiusi gli organi di automazione preposti alla protezione comando e controllo del sistema, non può essere posta ai piedi dei pali, poiché comporterebbe un inutile consumo di territorio, oltre a essere maggiormente esposta ad atti vandalici e alle conseguenze di un’eventuale alluvione. Da qui la scelta di installarla in posizione rialzata, a livello del pianerottolo di base del sostegno, adottando una serie di accorgimenti specifici per renderla visivamente integrata al meglio nel contesto paesaggistico. Gli shelter sono così stati dipinti con colorazioni che ricalcano la cromia di paesaggio predominante, caratteristica del territorio circostante, con un’ulteriore accortezza ispirata alle soluzioni di mimetizzazione delle grandi navi da battaglia della Regia Marina della Seconda Guerra Mondiale. Così, alle cromie si sono aggiunte anche le geometrie, con la definizione di una soluzione
di camouflage “a nido d’api”, che ne rende difficile l’individuazione nel contesto paesaggistico (Figura 7).
Un successo in Valle d’Aosta
La realizzazione degli OMP non è solo teorica, ma è stata sperimentata, con successo, in Valle d’Aosta (Figura 8), per migliorare la connessione elettrica di due importanti utenze di alta tensione, nel pieno rispetto dell’ambiente e della sostenibilità sociale delle opere. “I quattro OMP installati – spiega Spezie – ci hanno permesso di garantire rapidamente, sia sotto il profilo autorizzativo che realizzativo, la migliore connessione elettrica di una centrale e di una acciaieria senza ulteriore consumo di suolo, poiché i nuovi sostegni a traliccio dell’OMP hanno le stesse dimensioni di quelli tradizionali e la
soluzione sperimentata costituisce un’importante applicazione, replicabile per situazioni analoghe con altre connessioni alla RTN. Nei primi mesi di funzionamento il nuovo sistema ha operato perfettamente, anche durante tutte le perturbazioni stagionali che si sono susseguite. Ovviamente i tecnici di Terna sono al lavoro per introdurre ulteriori miglioramenti, frutto dell’esperienza maturata sul campo, ma siamo certi che gli OMP potranno rappresentare una soluzione utile al futuro della rete di trasmissione nazionale contribuendo a garantire una maggiore continuità e qualità del servizio elettrico, anche a fronte della rivoluzione energetica in atto”.
