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Tecnologie innovative per l'utilizzo del nuovo tunnel di base del Brennero per il trasporto dell'energia elettrica
Dal 1 gennaio 2003 il Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell'Università di Padova collabora con il Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale (GRTN, società nata dal vecchio ENEL) e con il gestore della rete austriaca del Sud-Tirolo (TIWAG) per valutare la fattibilità tecnico-economica ed ambientale di una nuova linea di trasmissione (a 400 kV) che interconnetta l'Italia e l'Austria.
La Comunità Europea ha deciso di co-finanziare tale studio di fattibilità con 964.000 € (altrettanti ne verranno corrisposti dai tre enti interessati).
Un comunicato stampa nazionale (scaricabile dal sito www.grt.it) ha portato l'opinione pubblica a conoscenza dell'assegnazione di tale finanziamento enfatizzandone l'importanza: "Si tratta di un progetto altamente innovativo, sia dal punto di vista tecnologico sia per il limitato impatto ambientale, che potrà rappresentare un ulteriore passo avanti dell’interconnessione della rete italiana, con ovvi vantaggi in termini di sicurezza ed economia per le imprese e i consumatori. Lo studio di fattibilità individuerà la capacità ottimale di trasmissione di elettricità del collegamento, anche con l’obiettivo di razionalizzare le porzioni di rete di trasmissione italiana e austriaca interessate dal progetto, con conseguenti vantaggi tecnici, economici ed ambientali. Per il sistema elettrico italiano ed europeo il potenziamento delle linee di interconnessione internazionali è una delle esigenze prioritarie - hanno dichiarato il Presidente Machì e l’Amministratore Delegato Parcu. In Italia i consumi di energia elettrica sono in costante crescita, ed è risaputo che il costo di questa energia all’estero è, in questa fase, notevolmente inferiore a quello italiano, così da costituire un’opportunità di risparmio per le imprese e i cittadini. Per questo il Gestore della rete intende favorire, con questa iniziativa, un’occasione di sviluppo per il sistema elettrico italiano, e il finanziamento della Commissione Europea premia i nostri sforzi".
Lo studio di fattibilità analizzerà tutti gli aspetti ingegneristici dell'inserimento di una nuova tipologia di linea elettrica all'interno della galleria di prospezione (galleria ulteriore rispetto alle due mono-binario previste per i treni che viene utilizzata come galleria di soccorso). Si tratta dei cosiddetti GIL ovvero linee di trasmissione isolate in gas: la linea è essenzialmente costituita, per ognuna delle tre fasi, da due conduttori concentrici tubolari (in alluminio). Nel "tubo" più interno viene trasmessa la potenza elettrica mentre quello esterno, oltre che da contenitore del gas (una miscela di aria con bassa percentuale di esafloruro di zolfo), funge da ritorno della corrente di fase. Questa caratteristica consente di avere un sistema altamente eco-compatibile: i campi elettro-magnetici esterni sono infatti quasi totalmente annullati e non c'è alcun impatto visivo. Inoltre queste "linee elettriche" del futuro, costante oggetto di studio nell'ambito del Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell'Università di Padova, presentano ingombri molto contenuti, campo magnetico esterno trascurabile ed eccellenti prestazioni (ridotte perdite pur con elevate potenze trasmissibili); esse costituiscono una soluzione compatibile con le gallerie e consentirebbero una forte interconnessione elettrica paneuropea auspicabile per l'imminente operatività del mercato elettrico. Infatti, per quanto riguarda le possibilità e le esigenze attuali di scambi di energia elettrica della rete italiana con quella europea, va sottolineato come "l'energia a buon mercato può venire praticamente solo dall'estero e, per contro, non sono facili le prospettive di ampliamento delle interconnessioni". In particolare sono evidenti le modeste potenze di scambio oggi attuabili con la rete austriaca a fronte di quelle molto più consistenti con la rete francese e svizzera. Ad esempio gli scambi di energia elettrica della rete italiana realizzati nell'anno 2000, subordinati anche a vincoli introdotti da margini operativi riguardanti la sicurezza dell'esercizio, confermano le ridotte possibilità del collegamento a 220 kV Soverzene - Lienz fra Italia e Austria. Manca, infatti, un qualsiasi collegamento a 400 kV tra le due nazioni.
Visto il livello di innovazione di queste nuove linee di trasmissione dell'energia elettrica (ce ne sono solo 100 km in tutto il mondo) lo studio coinvolge oltre agli aspetti ingegneristici anche molti aspetti di ricerca vera e propria: per questo la presenza dell'Università di Padova riveste un ruolo strategico. Sono ormai più di quattro anni che l'unità "Sistemi elettrici per l'energia" del Dipartimento di Ingegneria Elettrica studia le linee blindate isolate in gas: sono apparse più di venti pubblicazione in prestigiose riviste e conferenze italiane e straniere.
Il gruppo di studio può avvalersi di uno staff consolidato nell'ambito dei Sistemi Elettrici composto da ricercatori e docenti.
Il responsabile di questo studio è il nuovo pro-rettore prof. Lorenzo Fellin affiancato dal vice-responsabile ing. Roberto Benato; collaboreranno inoltre ing. Matteo Pittarello, prof. Antonio Paolucci, prof. Roberto Turri, prof. Fabrizio Dughiero, ing. Arturo Lorenzoni.
L'idea di "corridoio multiservizio" è stata ripetutamente proposta e sostenuta dai ricercatori dell'Università Patavina anche per altre realtà oltre a quella della futura linea ferroviaria Fortezza-Innsbruck ed ora che la Comunità Europea ha premiato l'idea con questo finanziamento ci si augura che non venga tralasciata tale irripetibile possibilità per conciliare nello stesso "corridoio" più servizi tecnologici basilari per l'attività umana
Elettrodotti blindati in galleria
Dal 1484, anno in cui fu ultimato il "buco di Viso", primo traforo alpino, migliaia di chilometri di gallerie stradali e ferroviarie sono state realizzate "intersecando" le Alpi e la dorsale appenninica. Oggi, sul finire del secondo millennio, Francia/Italia (Moncenisio), Germania/Austria/Italia (Brennero), Svizzera (Gottardo e Lötschberg) progettano nuove gallerie ferroviarie di base lungo le quattro grandi vie di transito. A parte le gallerie di base del Lötschberg e del Gottardo, i cui lavori sono in corso e saranno completati nel 2008 e 2013 rispettivamente, per le altre due direttrici si sta lavorando agli studi di fattibilità. Tali progetti offrono una possibilità unica e irripetibile per conciliare nello stesso "corridoio" più servizi tecnologici basilari per l'attività umana. In questa memoria verrà focalizzata l'attenzione soprattutto sulla coesistenza galleria ferroviaria-trasmissione di energia elettrica tramite la nuova tecnologia degli elettrodotti blindati (Gas insulated transmission lines-GIL).
Queste "linee elettriche" del futuro, costante oggetto di studio nell'ambito del Dipartimento di ingegneria elettrica dell'Università di Padova, presentano ingombri molto contenuti, campo magnetico esterno trascurabile ed eccellenti prestazioni (ridotte perdite pur con elevate potenze trasmissibili); esse costituiscono una soluzione compatibile con le gallerie e consentirebbero una forte interconnessione elettrica paneuropea auspicabile per l'operatività del mercato elettrico.
L’idea di sfruttare sinergie che consentano di recuperare gli alti costi che queste grandi opere comportano, si inquadra nel tentativo di realizzare in maniera ben coordinata "corridoi comuni" allo scopo di soddisfare le molteplici e crescenti esigenze di scambi fra aree di grandi sistemi industrializzati. In questo contesto, merita grande attenzione soprattutto l’opportunità offerta dalle grandi infrastrutture ferroviarie e autostradali future ed esistenti.
In particolare tale concetto sta trovando applicazione anche in occasione dei vari progetti per la costruzione di gallerie ferroviarie (o stradali) paneuropee, che devono essere programmate e coordinate in maniera razionale, allo scopo di configurare, per quanto possibile, ciascuna galleria come "vettore multiservizio".
In questa sede si ritiene doveroso segnalare le possibilità offerte dai trafori alpini, con particolare riferimento al nuovo collegamento ferroviario Bolzano-Innsbruck, essendo essi compatibili con l'installazione di elettrodotti blindati che consentirebbero un notevole incremento degli scambi di energia elettrica Italia-Austria e conseguentemente anche Italia-Nord Europa. La Comunità europea ha prontamente recepito la bontà della proposta, co-finanziando uno studio di fattibilità, durato dal 2002 al 2005, che ha visto quali partner TERNA (in qualità di project leader), il Dipartimento di ingegneria elettrica dell’Università di Padova e l’austriaca TIWAG
Magnetic Field Computation For Gas Insulated Lines Installed In Gallery
The magnetic field generated by double-circuit gas insulated transmission lines (GIL) has been calculated for tunnel installation. This is not an imaginary situation, but it is the foreseeable installation inside the pilot tunnel of the planned new Bolzano-Innsbruck railway galleries between Italy and Austria. The paper analyses the generated magnetic field inside and outside the tunnel, aiming at optimising the phase sequence arrangement. Proximity effects have also been taken into consideration. Furthermore, the results have been compared with a finite element method, giving a really good agreement
Lux Europa 2013: I contenuti, le luci, le ombre
Nell'articolo è riportata una sintesi dei lavori svolti in occasione del convegno internazionale Lux Europa 2013, svoltosi a Cracovia, con una panoramica sulle diverse tematiche affrontate che spaziano dalla luce naturale all'illuminazione per esterni, all'uso di tecnologie innovative per l'illuminazione, ecc..
Rapporto finale TEN-TREN sull'utilizzo di elettrodotti blindati nel traforo ferroviario del Brennero
Il problema dei buchi di tensione in relazione ai processi industriali continui
L'esigenza di un'automazione sempre più spinta nei processi industriali richiede l'impiego di un numero sempre maggiore di dispositivi elettronici, quali controllori a logica programmabile, microprocessori, relè e trasduttori, che rendono i sistemi sempre più vulnerabili alle brevi perturbazioni di tensione. Nella memoria viene analizzato l'impatto dei buchi di tensione sui processi produttivi continui come quelli presenti nel settore tessile. Vengono rilevate le modalità con cui i disturbi causano l'interruzione dei processi e valutate le conseguenti perdite per mancata produzione e/o per deterioramento dei manufatti. In relazione alle caratteristiche medie delle reti di distribuzione elettrica e al numero di buchi di tensione attesi (sulla base di specifici rilevamenti eseguiti) vengono proposti possibili interventi da apportare sia a livello d'impianto sia in sede costruttiva alle apparecchiature utilizzatoci
Elettrodotti e innovazione: prestazioni e campi esterni degli elettrodotti blindati
La trasmissione dell'energia elettrica è alla ricerca di nuove tecnologie che consentano di superare i limiti delle tradizionali linee aeree ed in cavo. Gli elettrodotti blindati (GIL: Gas-Insulated Transmission Lines) rappresentano un'eccellente opportunità per aumentare la potenza trasmissibile e per risolvere i problemi legati al campo elettromagnetico. Un approccio multiconduttore appare necessario per la loro analisi: la memoria ne richiama la metodologia, mette in rilievo i regimi statici e quelli conseguenti a corto circuito, mostrando le cospicue potenze trasmissibili con basse perdite, il ridotto impatto ambientale e la estrema riduzione dei campi elettromagnetici.
Il crescente consumo di energia elettrica richiede la costruzione di nuove linee ad alta e altissima tensione. Oggi le linee aeree sono la sola soluzione tecnica fattibile per i collegamenti su lunghe distanze, ma, come noto, esse appaiono sempre meno accettate a causa del loro impatto visivo e principalmente per il loro livello di campo elettromagnetico; l'impiego alternativo di linee in cavo comporta, per distanze maggiori di 20 km, alti costi globali (imputabili alla compensazione reattiva) fino a 15 ÷ 18 volte quelli di una linea aerea equivalente [1]. Gli elettrodotti blindati appaiono essere la risposta più realistica (compatibilmente con i loro costo) per l'immediato futuro: essi, infatti, uniscono i vantaggi di alte potenzialità di trasmissione con basse perdite e campo magnetico quasi nullo in prossimità della linea. Le possibilità offerte dalla tecnologia odierna meritano un vivo apprezzamento e inducono a considerare attentamente l'opportunità di suggestive realizzazioni su ampia scala
Harmonic Modelling of Houshold and Commercial Aggregate Loads
The paper presents the harmonic models of different aggregation of domestic and commercial customers, obtained on the basis of a set of measurements. After an investigation on the customer characteristics (number of users, rated power, consumption), a correlation between size of aggregation and harmonic emission has been established
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