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Mercoled\u00ec 7 maggio 2013 si \u00e8 tenuto il dodicesimo incontro del Mercoled\u00ec della\nRicerca con la partecipazione della professoressa Giovanna Cavazzini del
\nDipartimento di Ingegneria Industriale (DII). Gli argomenti di ricerca
\nattualmente seguiti dal gruppo Macchine e sistemi energetici<\/i> sono dettati
\ndal pi\u00f9 ampio progetto EERA [1] (European Energy Research Alliance) il cui scopo \u00e8
\nfavorire il raggiungimento degli obiettivi della direttiva 20\/20\/20 [2]. Al fine di
\nincrementare ulteriormente la generazione da fonti rinnovabili soggette ad
\nintermittenza e non programmabilit\u00e0 (per la maggiore fotovoltaico ed eolico)
\nsenza compromettere la stabilit\u00e0 delle reti di trasmissione e distribuzione \u00e8
\nnecessario disaccoppiare la produzione di energia elettrica dal suo utilizzo
\naccumulandola in altre forme di facile e immediato utilizzo. Attulmente le due
\nteconologie economicamente e tecnologicamente pi\u00f9 sfruttabili sono
\nl’elettrochimico e l’idroelettrico di pompaggio. L’idroelettrico per pompaggio
\n\u00e8 al giorno d’oggi realizzato mediante due bacini artificiali a cielo aperto
\nseparati da un salto geodedico ma si \u00e8 ipotizzano anche impianti in cui il
\nbacino a valle sia il mare o bacini sotterranei. L’attivit\u00e0 di ricerca inerente
\ngli impianti idroelettrci di accumulo si divide in due parti: la gestione degli
\nimpianti in un sistema elettrico liberalizzato e le macchine idrauliche
\nreversibili a giri variabili. La nuova gestione degli impianti deve considerare
\ndue grandi trasformazioni del sistema elettrico: il passaggio da una generazione
\ncentralizzata a distribuita e da un sistema monopolistico verticalmente
\nintegrato a un sistema disaggregato di libero mercato. Il primo aspetto ha
\nportato a un completo ripensamento della funzione dell’accumulo idroelettrico
\nche era storicamente utilizzato per la gestione di pochi grandi impianti
\ntermoelettrici e termonucleari la cui elevata inerzia impediva una veloce
\nrisposta alle variazioni dei carichi di rete; oggiggiorno l’accumulo \u00e8
\nnecessario per gestire una generazione altamente variabile e distribuita su
\ntutto il territorio con flussi bidirezionali ed eventulmente in isola rispetto
\nalla rete di trasmissione. Il secondo aspetto \u00e8 legato alla necessit\u00e0 di trovare
\nuna forma di remunerazione degli impianti a pompaggio (i quali necessitano di
\nelevati investimenti iniziali ma hanno bassi costi di gestione) in un sistema di
\nlibero mercato; attualmente la remunerazione avviene mediante il profitto
\nderivato dal differenziale di prezzo nel Mercato del Giorno Prima (MGP) [2] in cui
\nl’energia elettrica viene acquistata quando ha un basso prezzo di mercato e poi
\nrivenduta quando il prezzo di mercato \u00e8 alto, oppure nel Mercato dei Servizi di
\nDispacciamento (MSD) nel quale il gestore di rete acquista la capacit\u00e0 di
\nriserva necessaria alla gestione istantanea della rete (ad esempio il gestore di
\nrete potrebbe richiedere il pompaggio quando sulla rete vi sia un eccesso di
\nproduzione legata al fotovoltaico che ha priorit\u00e0 di dispacciamento). In futuro
\nsi prevede una riduzione del differenziale di prezzo e quindi per la
\nrealizzazione di nuovi impianti in regime di libero mercato sar\u00e0 necessario
\npuntare al MSD e a futuri mercati in via di creazione come il Mercato
\ndell’Accumulo. Per ottimizzare l’uso del impianto in uno di questi mercati (o in
\npi\u00f9 di essi contemporaneamente) sono in via di sviluppo algoritmi matematici nel
\ntentativo di realizzare previsioni degli andamenti futuri dei mercati sempre pi\u00f9
\naccurate. Lo sviluppo di macchine reversibili a giri variabili si inserisce
\nnell’ottica di questo nuovo uso degli impianti di pompaggio: le macchine
\ntradizionali sono progettate per avere una velocit\u00e0 di funzionamento fissa e
\nquindi non ottimali per la regolazione mentre una macchina che possa funzionare
\ncorrettamente in un ampio intervallo di velocit\u00e0 permetterebbe sia la
\npossibilit\u00e0 di offrire un servizio di regolazione pi\u00f9 granulare e quindi di
\nacquistare fette maggiori di mercato sia limitare le interruzioni ed avviamenti
\ndella macchina matenendo il parallelo con la rete e variando la potenza
\nscambiata con essa, in questo modo si ridurrebbero le sollecitazioni meccaniche
\nalla macchina evitano i costi connessi all’avviamento da ferma della macchina.
\nPer ora la variazione di velocit\u00e0 accettabile \u00e8 ancora limitata al 7% e quindi
\nla ricerca punta a comprendere quali siano i fenomeni limitanti; in questo
\nambito il gruppo Macchine e sistemi energetici ha realizzato simulazioni
\nnumeriche ed esperimenti con l’innovativo approccio acustico su una
\nturbina<\/i>. Il metodo acustico consiste nel determinare mediante
\nmicrotrasduttori di pressione posti sulla turbina le frequenze di utilizzo a cui
\nsi manifestano fluttuazioni di pressione sul componente
\ne le conseguenti varizioni della prevalenza che rendono instabile il
\nfunzionamento della macchina.<\/p>\n