La corrente alternata (CA o AC in inglese) ha dominato il panorama energetico per decenni, sia nel settore domestico, sia in quello industriale. Ma ora che l’industria energetica è all’inizio di un significativo cambio di paradigma, con la progressiva diffusione delle rinnovabili emergono sempre più evidenti i numerosi vantaggi offerti dai sistemi in corrente continua (abbreviato in CC o DC in inglese).
Le aziende possono approfittare degli incentivi statali – compresi quelli previsti dal Piano Transizione 5.0 – per scegliere la via dell’abbattimento dei costi energetici attraverso le energie rinnovabili.
I pannelli fotovoltaici, a differenza delle centrali a carbone o nucleari, generano corrente continua. Anche il circuito intermedio degli inverter delle turbine eoliche funziona con la CC, adattando l’energia generata alla frequenza della rete di 50 Hertz. I sistemi di accumulo energetico, utilizzati per compensare le fluttuazioni nella rete di approvvigionamento, operano anch’essi in corrente continua.
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Efficienza nella trasmissione dell’energia: la tecnologia HVDC
La tecnologia HVDC (High Voltage Direct Current) offre vantaggi significativi rispetto alla rete convenzionale in alternata. Le perdite di trasporto sono dal 30 al 50 percento inferiori rispetto all’alternata, grazie all’uso di tensioni molto elevate che riducono la caduta di tensione durante il trasferimento della corrente dal luogo di generazione a quello di utilizzo. Questo risparmio energetico è cruciale per rendere le reti di distribuzione più stabili ed efficienti, sfruttando al meglio l’energia disponibile.
Ma l’uso della corrente continua può proseguire all’interno degli edifici, domestici o industriali, grazie alla tecnologia LVDC (Low Voltage Direct Current), che offre maggiore sicurezza per l’incolumità degli utilizzatori.
La corrente continua nel consumo domestico e industriale
“Quasi tutti gli attuali dispositivi elettronici, inclusi i LED e i sistemi di elettromobilità, funzionano con la corrente continua”, spiega Francesco Basile, Product manager di LAPP Italia. “Anche la maggior parte dei motori elettrici a velocità variabile utilizzati nelle applicazioni industriali opera in CC. Un sistema a corrente continua consente una distribuzione dell’energia più semplice ed efficace, minimizzando le perdite di conversione e riutilizzando l’energia di frenata. Si verifica inoltre una minore perdita di energia reattiva (assente nella CC)”, prosegue Basile.
L’evoluzione delle micro-reti
I progressi nell’elettronica di potenza hanno reso possibile l’implementazione di micro-reti a corrente continua nelle fabbriche. Componenti avanzati come il carburo di silicio e il nitruro di gallio permettono la realizzazione di convertitori CC/CC molto efficienti, che lavorano a frequenze superiori rispetto ai transistor tradizionali. Questi convertitori sono più piccoli, leggeri, economici e ad alta efficienza, fondamentali per un approvvigionamento energetico efficiente nelle micro-reti.
Sistemi a corrente continua: maggiore efficienza e stabilità
“I sistemi a corrente continua migliorano l’efficienza energetica rispetto a quelli a corrente alternata grazie a una sola conversione centrale da CA a CC, riducendo la dissipazione del calore e consentendo risparmi energetici tra il 2 e il 4%. L’energia di frenata può essere riutilizzata direttamente, garantendo un’efficienza maggiore e risparmi energetici tra il 6 e il 10%”, spiega Basile.
Le energie rigenerative, come quella fotovoltaica, possono essere integrate direttamente nella rete in CC, eliminando la necessità di conversione da CC a CA. Le batterie possono essere facilmente utilizzate come stoccaggio tampone, ottimizzando l’approvvigionamento energetico e riducendo il picco di carico fino all’80%.
“A tutti questi vantaggi bisogna aggiungere il risparmio che si ottiene sui cavi di alimentazione e di energia in corrente continua: se per la corrente alternata trifase sono necessari quattro conduttori (tre poli più la terra), per la continua ne bastano tre, poli positivo e negativo più la terra. Questo determina un risparmio di materiale (copper saving) del 25%”, afferma Basile.
Reti a corrente continua nell’industria: progetti DC-Industrie e DC-Industrie2
“I benefici delle reti a corrente continua nell’industria non sono soltanto ipotesi teoriche. Grazie ai progetti di ricerca “DC-Industrie” e “DC-Industrie2”, finanziati dal governo tedesco, questi vantaggi sono stati testati e confermati nella pratica, portando a risultati concreti e tangibili”, aggiunge Gaetano Grasso, Head of product and marketing di LAPP Italia.
Il progetto “DC-Industrie”, svoltosi dal 2016 al 2019, ha visto la partecipazione di 27 partner provenienti sia dal mondo industriale che da quello della ricerca. I risultati sono stati notevoli: nei modelli implementati si è registrata una riduzione della potenza di alimentazione fino all’80% e un recupero completo dell’energia di frenata, dimostrando l’efficacia e l’efficienza delle reti a corrente continua in un contesto industriale.
Sulla scia di questo successo, il governo tedesco ha avviato nel 2019 il progetto “DC-Industrie2”, ampliando il numero di partner a 39. Questo secondo progetto si concentra sull’integrazione efficiente delle energie rinnovabili e dei sistemi di stoccaggio, con l’obiettivo di bilanciare l’offerta e la domanda di elettricità nelle fabbriche. L’ambizione era alimentare a corrente continua un intero ambiente di produzione. Nell’ambito di “DC-Industrie2” sono state implementate e testate nove applicazioni, con potenze variabili da pochi kilowatt a 2 megawatt.
I cavi LAPP per corrente continua: una gamma completa di prodotti sicuri e affidabili
“Dai progetti tedeschi nasce l’Open Direct Current Alliance (ODCA), che ha un respiro più internazionale e di cui LAPP è membro fondatore”, precisa Grasso. “A dimostrazione del fatto che è possibile alimentare a corrente continua un intero stabilimento, LAPP ha introdotto la CC all’interno del suo sito produttivo di Forbach (Francia), dove l’energia è interamente autoprodotta e distribuita in CC ai macchinari. Una conferma di come la corrente continua sia una leva promettente per il successo della transizione energetica”, conclude Grasso.
LAPP è da anni attivamente coinvolta in progetti di ricerca sul tema della corrente continua nell’industria ed è stato il primo produttore di cavi a presentare un portfolio prodotti DC. Un’offerta completa, a marchio ÖLFLEX®, per la connessione e l’alimentazione dei sistemi che include anche cavi per servomotori per posa fissa o impiego con movimento occasionale per il collegamento alla rete DC, cavi per applicazioni in catene portacavi in condizioni gravose e soluzioni prive di alogeni e con ritardante di fiamma, ideali per applicazioni DC fino a 1,5 kV per l’utilizzo in sistemi di accumulo di energia. Il Gruppo LAPP conta 5.050 dipendenti in tutto il mondo, 21 stabilimenti di produzione, 41 filiali e un fatturato di 1,92 miliardi di euro nel 2022/2023.
