In attesa del rapporto definitivo sul blackout in Spagna del 28 aprile 2025, che sarà reso noto il 20 marzo prossimo, ENTSO-E, l’organismo che riunisce i gestori delle reti di trasmissione europee, pubblica un report molto importante sulla stabilità delle reti elettriche.
Ogni anno nei sistemi elettrici europei si aggiungono decine di gigawatt di eolico e fotovoltaico e il dato viene presentato come un progresso automatico verso un sistema più moderno e sicuro. Invece, sul piano tecnico, la trasformazione in corso sta modificando in profondità il funzionamento fisico della rete elettrica, rendendola più complessa e molto più vulnerabile.
Il rapporto di ENTSO-E affronta apertamente il tema dell’instabilità nei sistemi dominati dalle fonti rinnovabili, che utilizzano la cosiddetta elettronica di potenza. È un documento tecnico, che però sembra anticipare quelle che potrebbero essere le conclusioni dell’attesissimo rapporto finale sul blackout spagnolo. Conclusioni che potrebbero certificare il fatto che la rete spagnola non è in grado di reggere carichi troppo pesanti di capacità rinnovabile, portatori di instabilità non gestita.
Dal rapporto emerge infatti chiaramente un problema, ovvero che l’integrazione massiccia di fonti rinnovabili collegate tramite inverter sta cambiando il comportamento dinamico della rete. Per chi non sapesse cosa sono, gli inverter trasformano la corrente continua generata dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata per l’immissione in rete.
Sinora la stabilità della rete elettrica si è basata su grandi macchine rotanti, come turbine a gas, carbone o nucleare. Queste macchine, dette sincrone, forniscono inerzia meccanica naturale. Se la frequenza scende o sale, la massa rotante reagisce fisicamente, smorzando gli squilibri e correggendo la frequenza. Non servono algoritmi sofisticati per garantire questo effetto stabilizzante, è incorporato nella fisica stessa del sistema.
Con la progressiva diminuzione delle centrali convenzionali e l’aumento di eolico e fotovoltaico, quella inerzia meccanica si riduce. Gli inverter sono dispositivi estremamente rapidi, ma non hanno massa rotante. La loro interazione avviene attraverso controlli elettronici che operano su tempi molto più brevi. Le instabilità non si sviluppano più soltanto nell’arco di alcuni secondi, ma possono emergere in pochi millisecondi. Il rapporto ENTSO-E descrive fenomeni come le instabilità indotte dagli inverter e le risonanze tra componenti elettroniche e rete. È una condizione che tende ad ampliarsi proprio con la riduzione delle macchine sincrone tradizionali.
Per monitorare questa nuova realtà servono strumenti molto più avanzati. I misuratori oggi diffusi non sono sempre sufficienti a rilevare fenomeni così rapidi. Diventa necessario installare dispositivi capaci di registrare la forma d’onda elettrica con frequenze di campionamento molto elevate, generando quantità enormi di dati da analizzare quasi in tempo reale. Questo implica investimenti in comunicazioni, archiviazione, standard comuni e nuovi algoritmi. La stabilità cioè non è più una proprietà spontanea della rete, ma qualcosa che va costruito e mantenuto attivamente attraverso sistemi di controllo sempre più sofisticati e costosi.
Questo è il messaggio fondamentale del report, al di là delle soluzioni tecniche individuate.
Il documento elenca possibili soluzioni tecniche, come compensatori sincroni per ripristinare artificialmente inerzia, miglioramenti nei controlli grid forming degli inverter e sistemi di rilevazione avanzata delle oscillazioni. Cosa significa grid forming? Oggi la maggior parte degli inverter fotovoltaici ed eolici è di tipo grid following. Questo vuol dire che si agganciano alla rete esistente. Misurano tensione e frequenza già presenti e si sincronizzano. Funzionano bene finché la rete è stabile, ma non contribuiscono in modo attivo a mantenerla stabile. Se la frequenza oscilla, loro la seguono.
Un inverter grid forming, invece, è progettato per “formare”, appunto, la rete. In pratica non si limita a seguire la tensione e la frequenza, ma le imposta e le sostiene. Si comporta più come una macchina sincrona tradizionale, anche se non ha una massa rotante reale, ed ovviamente costa di più di un inverter normale.
Il punto che emerge dal rapporto ENTSO-E è che la crescita accelerata delle rinnovabili non è neutrale sotto il profilo tecnico. Ogni megawatt fotovoltaico o eolico installato al posto di una centrale tradizionale modifica l’equilibrio dinamico della rete. L’elettronica di potenza offre velocità, ma richiede anche un controllo continuo e una supervisione più intensa.
Il rapporto ENTSO-E è importantissimo perché dice ciò che in tanti non vogliono sentirsi dire: installare fonti rinnovabili senza adeguare le reti e i protocolli del bilanciamento è un suicidio. Ovviamente, questi investimenti costano, e costano tanto. Procedere con installazioni massive di fonti rinnovabili, con la promessa di prezzi bassi, ha come contraltare la necessità di enormi investimenti sulle reti, che qualcuno deve pagare.
Finché il sistema regge, il tema resta confinato agli addetti ai lavori. Quando invece ci si ritrova al buio ecco che il problema emerge. La sicurezza del sistema e la sicurezza dell’approvvigionamento energetico hanno bisogno di grandi investimenti sulle reti. Eludere il tema servirà soltanto a lasciarci al buio.
