Articolo revisionato da Jesús Andrade, ingegnere elettronico e MBA presso ESIC, che unisce vent’anni di esperienza nella progettazione di apparecchi di illuminazione di emergenza e dispositivi per la prevenzione dei rischi a una solida formazione in direzione aziendale. Attualmente Andrade ricopre il ruolo di CTO presso SVE Worldwide, azienda specializzata nello sviluppo di soluzioni di prevenzione per l’industria.
La rete di distribuzione nel sistema elettrico
Il sistema elettrico, o rete elettrica, è diviso in tre parti ben distinte: i sistemi di generazione, i consumatori e la rete di distribuzione. In questo post ci concentreremo sulla rete di distribuzione.
Indice
Chiavi della distribuzione del sistema elettrico
Come funziona la rete di trasmissione elettrica?
Cavi che portano la luce fino a casa
Chiavi della distribuzione del sistema elettrico
La rete di trasmissione permette di far arrivare l’energia dai punti di generazione (sistemi di generazione convenzionali o sistemi di energie rinnovabili) ai centri di consumo (casa tua). Queste distanze vengono coperte tramite tratte in cui si utilizzano tensioni differenti: dopo l’alta tensione, i grandi centri di consumo ricevono l’energia in media tensione e, infine, avvicinandoci alle città, in bassa tensione.
In altre parole, casa tua non è collegata direttamente a una centrale nucleare, ma a sottostazioni a tensione più bassa, in modo che tu possa ricevere l’elettricità a una tensione adeguata. Questo trasporto è una parte fondamentale del sistema elettrico. Il sistema elettrico, o rete elettrica, comprende la generazione, la trasmissione e la distribuzione dell’energia.
Bene, fin qui tutto chiaro… ma come facciamo, in pratica, ad abbassare le tensioni?
Fasi del trasporto di energia elettrica
Che cos’è un trasformatore?
Per ridurre progressivamente le tensioni ci affidiamo alle sottostazioni, il cui elemento chiave sono i trasformatori. I trasformatori funzionano in modo simile a generatori e motori, solo che restano fermi.
La sistema di distribuzione in media tensione è composta da tralicci simili a quelli dell’alta tensione, ma di dimensioni più ridotte. Grazie a questi tralicci si arriva fino alle periferie delle città, dove poi ci si collega al cavo nero intrecciato, quello che effettivamente raggiunge la tua abitazione.
Fasi del trasporto dell’elettricità
In questo modo, il trasporto di energia elettrica può essere suddiviso in diverse fasi:
1) Centrali o stazioni di generazione
Il primo passo del trasporto sono le centrali o stazioni in cui viene generata l’elettricità. La provenienza dell’energia può variare notevolmente. Di solito si genera a tensioni comprese tra 10 e 20 kilovolt, cioè tra 10.000 e 20.000 volt. Per farla arrivare alle città o alle industrie può essere necessario coprire grandi distanze, quindi è indispensabile aumentare notevolmente la tensione.
2) Sottostazione di trasmissione
Il passo successivo è la sottostazione di trasmissione, che innalza la tensione tramite un trasformatore elevatore per ridurre la sezione dei cavi e le perdite elettriche. L’incremento di tensione dipende dalla distanza che deve essere percorsa e dal tipo di impianti che saranno alimentati alla fine. Di solito si lavora tra 200.000 e 380.000 volt, cioè tra 200 e 380 kilovolt. Più sono alti i tralicci, maggiore è la tensione che trasportano.
3) Stazioni di sottotrasmissione
L’energia elettrica viene poi distribuita in più direzioni verso le stazioni di sottotrasmissione più adatte. Queste stazioni si trovano più vicino all’utente finale e, di conseguenza, la tensione viene ridotta tramite un trasformatore riduttore fino a un livello adeguato. La tensione viene portata a circa 60.000 volt.
4) Sottostazione di distribuzione
Nella quarta fase, l’elettricità viene inviata alla sottostazione di distribuzione, dove la tensione viene ulteriormente ridotta da trasformatori riduttori a valori utilizzabili. L’energia elettrica viene poi distribuita alle abitazioni (230–240 volt) e agli impianti (normalmente 400 volt).
5) Trasformatori vicino alle utenze
In prossimità di ogni abitazione, o al suo interno, si trovano trasformatori che regolano la tensione al livello appropriato per l’uso. Ad esempio, un grande stabilimento industriale utilizza propri trasformatori riduttori all’interno del sito per ottenere i diversi livelli di tensione richiesti dai vari reparti e macchinari.
I conduttori nella distribuzione elettrica
Per quanto riguarda i cavi o conduttori, essi rappresentano una delle parti più importanti della distribuzione elettrica, perché trasportano l’energia dalla sua origine fino al punto di utilizzo. I cavi che attraversano il Paese sono relativamente piccoli in diametro se li confrontiamo con le altissime tensioni che trasportano. Questo è legato all’intensità di corrente: minore è l’intensità, più economico ed efficiente è il trasporto di energia.
Per rispondere alla domanda “come viene distribuita l’energia elettrica?”, bisogna ricordare che la sua distribuzione avviene in diverse fasi prima di arrivare nelle nostre case.
La prossima volta che vedrai i tralicci dell’alta tensione con i loro cavi neri, pensa che è grazie a loro se il sistema elettrico funziona correttamente e possiamo goderci l’elettricità nelle nostre case. Però attenzione: meglio non toccarli!