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DC grid e DC micro grid

di Maurizio Melis

Se nella guerra delle correnti, che a inizio ‘900 oppose Tesla ed Edison, la corrente alternata (AC) uscì vincitrice diventando lo standard mondiale di trasmissione dell’energia elettrica, fu perché all’epoca non esisteva l’elettronica di potenza, senza la quale innalzare la tensione, poterla trasmettere su grandi distanze, e poi riabbassarla per fornirla alle varie utenze, era quasi impossibile in corrente continua (DC).

Oggi non solo è possibile, ma sempre di più l’energia elettrica viene prodotta, distribuita e consumata sotto forma di corrente continua: impianti fotovoltaici, batterie, apparecchi elettronici, robot industriali, sistemi di illuminazione funzionano in corrente continua. Per questi apparecchi la presenza di una rete in corrente alternata costringe a continue conversioni in un senso (DC/AC) o nell’altro (AC/DC). Ogni conversione disperde, nei casi migliori, dal 7 al 10% dell’energia, che potrebbe essere risparmiata se anche la rete funzionasse in corrente continua.

Per queste ragioni, seppure ancora in casi limitati, si assiste alla nascita di piccole reti in corrente continua, dette DC micro grid, nelle quali l’elettronica di potenza svolge compiti essenziali di conversione e gestione del flusso di energia elettrica nel verso e quantità necessarie al sistema.

Grazie alle nuove opportunità offerte dallo sviluppo dell’elettronica di potenza, anche nel campo della trasmissione di energia elettrica sulle lunghe distanze oggi si preferisce, ove possibile, la corrente continua ad alto voltaggio piuttosto che la corrente alternata, perché garantisce minori dispersioni e consente l’uso di cavi di dimensioni ridotte.

In futuro, quindi, porzioni sempre più ampie della rete potrebbero tornare sotto il dominio della corrente continua, chiudendo un conto aperto oltre un secolo fa.

Esempi di dispositivi associati all’elettronica di potenza nelle DC Grid e DC Micro Grid

 

Convertitore DC/DC per DC Smart Grid dotato di isolamento galvanico, classe 50kW.

Convertitore DC/DC bidirezionale dotato di trasformatore di isolamento galvanico pilotato da due inverter ad alta frequenza (ordine di grandezza 100kHz).

Garantisce la massima elasticità del progetto in termini di variabilità della tensione utilizzabile, un elevatissimo rendimento (>98%) ed emissioni di disturbi elettromagnetici particolarmente basse. Può essere connesso in serie o parallelo con altri convertitori, anche in una matrice di connessioni gestita da un sistema di coordinamento dei carichi utili.

Caricabatteria DC per truck/bus Mode 4 dotato di isolamento galvanico e funzioni V2G e microgrid, classe 300kW.

Caricabatteria DC bidirezionale dotato di trasformatori di isolamento galvanico pilotati da inverter ad alta frequenza (ordine di grandezza 100kHz), di funzioni V2G e microgrid DC.

Può essere connesso in serie o parallelo con altri convertitori, anche in una matrice di connessioni gestita da un sistema di coordinamento dei carichi utili, ed essere alimentato da diverse sorgenti DC tra cui generatori da energia rinnovabile quale pannelli solari.

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