Elettronica di potenza per le smart microgrids

Quali sono le ricerche innovative promosse dal progetto UNITI – Smart City? Un’iniziativa che unisce università, territorio e imprese per sviluppare soluzioni intelligenti e sostenibili per le città del futuro. Ogni mese attraverso questa rubrica approfondiremo le principali verticalità della Smart City: smart mobility, smart living, smart environment, smart people e smart economy, mettendo in luce le ricerche e le tecnologie che stanno trasformando le nostre città in spazi più intelligenti, sostenibili ed efficienti.

In questo approfondimento parleremo di una delle aree chiave dell’area smart environment: l’elettronica di potenza per le smart microgrids, una tecnologia fondamentale per il futuro dell’energia urbana.

Il gruppo di ricerca

Il gruppo di ricerca responsabile del progetto è il Gruppo Elettronica di Potenza (DEI-DTG), composto da Giorgio Spiazzi, Simone Buso, Paolo Mattavelli, Tommaso Caldognetto.

Collaborazioni: MOST – Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile; PRIN-POWERHERO (Padova, Cagliari, Trento); PRIN-RESCOPE4GREEN (Padova, Trieste, Trento

TRL: 4-5

Il progetto

La ricerca nel campo dell’elettronica di potenza avanzata per le microgriglie intelligenti si concentra sull’integrazione efficiente delle energie rinnovabili, dei sistemi di accumulo e delle diverse apparecchiature elettriche. Un elemento chiave in questo processo è l’utilizzo di convertitori elettronici di potenza, che, accoppiati con capacità di calcolo e comunicazione avanzate, diventano veri e propri “agenti intelligenti” all’interno della rete.

Questi convertitori non solo gestiscono i flussi di energia, ma si adattano anche alle condizioni dinamiche delle smart microgrids, supportando reti locali autonome e altamente flessibili. La ricerca in quest’area è cruciale per ottimizzare l’efficienza e la stabilità delle reti, permettendo una gestione più flessibile e resiliente dell’energia, fondamentale per l’integrazione delle fonti rinnovabili e la transizione verso un sistema energetico sostenibile.

Il cuore della ricerca è lo sviluppo di controllori avanzati, architetture innovative di conversione e nuove tecniche di analisi per i convertitori elettronici nelle smart microgrids, che possono operare sia in modalità AC (corrente alternata), DC (corrente continua) che ibride. L’obiettivo principale è ottimizzare le prestazioni della rete, garantire la stabilità, ridurre le perdite energetiche e migliorare l’efficienza complessiva.

I vantaggi di questa ricerca sono molteplici:

1. Integrazione delle fonti rinnovabili nelle reti deboli: le smart microgrids possono facilmente incorporare energie rinnovabili, anche in ambienti con infrastrutture elettriche meno robuste.
2. Sviluppo di convertitori elettronici di potenza: si perfezionano i dispositivi per una conversione energetica più efficiente e un controllo accurato del flusso di potenza, contribuendo a una gestione ottimale della distribuzione energetica.
3. Tecnologie per la ricarica rapida dei veicoli elettrici: i nuovi convertitori rendono possibile la ricarica rapida ed efficiente dei veicoli, supportando la mobilità elettrica.
4. Miglioramento della coordinazione e della stabilità delle risorse energetiche distribuite: i convertitori elettronici consentono un’interfaccia più efficace tra le diverse fonti e i sistemi di accumulo, favorendo un coordinamento ottimale delle risorse energetiche distribuite.

Le applicazioni di queste tecnologie sono ampie e vanno dall’integrazione delle fonti rinnovabili nelle reti, alla creazione di strutture di conversione per edifici intelligenti, fino all’e-mobility e ai sistemi di distribuzione intelligente dell’energia. Questi sviluppi contribuiscono a un futuro più sostenibile, efficiente e dinamico nel campo dell’energia, supportando un ecosistema energetico sempre più interconnesso e autonomo.