COME FUNZIONA UNA RETE DI DISTRIBUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA?

Ogni click, tap o suono che onomatopeicamente ricordi l’accensione di un interruttore cela dietro sé un viaggio lungo migliaia di fili e chilometri: si tratta dell’itinerario della distribuzione dell’energia elettrica.

Nelle prossime righe cercheremo di comprendere il funzionamento della rete di distribuzione italiana partendo da lì dove tutto ha origine, ovvero le centrali elettriche in cui si produce l’energia. Il viaggio si districherà tra lunghe distese di fili ad alta tensione, cabine di trasformazione e reti locali. A questo punto non ci resta che partire alla scoperta di quel complesso mondo che ci consente di alimentare l’illuminazione delle nostre case e tutti quei dispositivi che ormai fanno parte della nostra quotidianità.

La struttura della rete di distribuzione di energia elettrica in Italia

Il sistema elettrico nazionale si articola in 4 cicli principali:

• produzione;
• trasmissione;
• distribuzione;
• consumo.

Ognuna di queste fasi è gestita da operatori specifici e viene regolata dall’Autorità di Regolazione per Energia, Reti e Ambiente (ARERA). Quindi, come funziona la rete di distribuzione dell’energia elettrica?

Partiamo proprio dalla fase di produzione.

La produzione dell’energia elettrica

La produzione è la prima fase del ciclo elettrico. Infatti, l’energia elettrica non esiste in natura e di conseguenza deve essere prodotta trasformando le fonti primarie all’interno delle centrali elettriche.

Nel panorama italiano le principali materie prime provengono da:

• fonti fossili: gas naturale, carbone e petrolio, utilizzati soprattutto nelle centrali termoelettriche;
• fonti rinnovabili: sole, vento, acqua, e calore terrestre che sono rispettivamente alla base degli impianti fotovoltaici, eolici, idroelettrici e geotermici.

La rete di distribuzione italiana non sempre riesce a coprire l’intero fabbisogno energetico del Paese. Per questo motivo, una parte dell’elettricità consumata proviene ancora dall’estero, in particolare da Francia e Svizzera, attraverso collegamenti internazionali.

Una volta generata, tutta l’energia confluisce nella Rete di Trasmissione Nazionale (RTN), una vera e propria autostrada dell’elettricità che connette i siti di produzione con le aree di consumo.

La trasmissione dell’energia elettrica

Dopo la fase della produzione si passa alla trasmissione, la quale si pone come finalità il trasferimento dell’energia prodotta dalle centrali ai punti di distribuzione sul territorio. In Italia, questa funzione è svolta da Terna, la società che gestisce in regime di monopolio la rete ad alta e altissima tensione, estesa per oltre 74.000 chilometri.

Terna è non si occupa né di produzione né di vendita: la sua mission aziendale è garantire la continuità, la stabilità e la sicurezza del sistema elettrico nazionale.

Come viene trasportata l’energia elettrica?

La rete di trasmissione opera a tensioni molto elevate — fino a 400.000 volt — per ridurre al minimo le perdite di energia lungo il percorso. In che senso?

La “prima fermata” dell’energia elettrica uscita dalle centrali elettriche è rappresentata dai cosiddetti trasformatori step-up che hanno il compito di innalzare la tensione, riducendo contemporaneamente la corrente.

Quando l’energia elettrica viene generata, la tensione tipica in uscita dagli alternatori delle centrali è relativamente bassa (di solito tra 10 e 30 kV). Per poterla trasportare a grandi distanze senza perdite eccessive, è necessario innalzare la tensione fino a valori molto più elevati, anche fino a 380-400 kV.

I motivi di tutto ciò possono essere spiegati secondo la legge fisica della potenza elettrica:

P = V × I (potenza = tensione × corrente)

Se la tensione (V) aumenta, la corrente (I) può diminuire per trasportare la stessa potenza. Una corrente più bassa produce meno perdite per effetto Joule, ovvero meno calore disperso nei cavi. Il risultato è un miglioramento dell’efficienza della trasmissione.

Tutti i flussi elettrici sono monitorati in tempo reale dal Centro Nazionale di Controllo (CNC). Qui vengono coordinati i flussi energetici, gestiti gli imprevisti e svolta quella che viene chiamata l’attività di dispacciamento, ovvero la regolazione della trasmissione elettrica a seconda della domanda e dell’offerta di energia.

Il funzionamento della rete di distribuzione dell’energia elettrica

La rete di distribuzione dell’energia elettrica rappresenta il segmento finale del sistema di trasporto: in questo punto della filiera l’energia trasmessa in alta tensione viene tradotta in corrente utilizzabile da famiglie, imprese e servizi pubblici.

Dopo aver percorso centinaia di chilometri sulle linee gestite da Terna, l’elettricità giunge ai punti di consegna della rete di distribuzione, dove la tensione viene gradualmente ridotta e adattata alle esigenze degli utenti finali. Come avviene la trasformazione appena citata?

Il processo distributivo si basa su una catena di trasformazioni elettriche che riducono progressivamente la tensione. Ogni fase è gestita da specifiche apparecchiature e impianti interconnessi.

Cabine primarie: da alta a media tensione

Le cabine primarie di trasformazione incarnano il primo punto di contatto tra la rete di trasmissione nazionale e la rete di distribuzione. Qui l’energia, in ingresso ad alta tensione (solitamente 132 o 150 kV), viene convertita in media tensione, compresa tra 15 e 20 kV.

La trasformazione è indispensabile perché l’alta tensione, seppur come visto nei paragrafi precedenti è ideale per ridurre le perdite su lunghe distanze, non può essere impiegata nelle reti urbane o industriali. 

Le cabine primarie sono spesso situate ai margini delle città o nelle zone industriali e costituiscono veri nodi di smistamento da cui partono le dorsali di distribuzione verso le cabine secondarie.

Cabine secondarie: da media a bassa tensione

Dalle cabine primarie, l’elettricità in media tensione viene trasferita alle cabine secondarie, le quali svolgono un’ulteriore riduzione portando la tensione a bassa intensità, tipicamente 230 V per gli impianti domestici e 400 V per quelli trifase industriali.

Le cabine secondarie sono distribuite in modo capillare sul territorio urbano e rurale e fungono da interfaccia tra la rete pubblica e le reti di utenza. In questa fase vengono installati sistemi di protezione automatica, trasformatori, sezionatori e apparati di misura che assicurano la qualità e la continuità della fornitura.

Reti di distribuzione locale a bassa tensione

L’ultima tratta è costituita dalle reti locali, che trasportano la corrente dalle cabine secondarie ai punti di prelievo, cioè ai contatori delle abitazioni, delle attività commerciali e delle aziende.
Le linee di bassa tensione possono essere aeree o sotterranee.

Nel primo caso facciamo riferimento ai classici pali della luce che possiamo osservare nelle nostre città, mentre le seconde passano sotto le nostre case per ridurre l’impatto visivo. I conduttori di quest’ultime sono realizzati in rame o alluminio isolato e devono mantenere costanti parametri di tensione e frequenza per assicurare la corretta alimentazione degli impianti.

Finalmente a casa: come l’energia arriva nelle nostre abitazioni

Dopo essere passata attraverso le cabine di trasformazione, la distribuzione dell’energia elettrica prosegue su linee a bassa tensione fino a raggiungere le abitazioni, le aziende e gli edifici pubblici.

Come già osservato nel paragrafo precedente, all’interno delle case, l’elettricità viene distribuita tramite impianti monofase a 230 volt, mentre nelle industrie o nei laboratori si utilizza la corrente trifase a 400 volt.

L’utilizzo dell’energia elettrica nelle abitazioni e nelle imprese è possibile grazie ad un elemento imprescindibile: il contatore elettronico in grado di misurare i consumi di ogni utenza. Ormai, grazie alla telegestione, i dati vengono trasmessi automaticamente al distributore, evitando letture manuali e consentendo controlli più rapidi e precisi.
Il contatore elettronico consente inoltre di monitorare eventuali interruzioni o dispersioni, migliorando la qualità del servizio e facilitando la tempestività degli interventi.

Qual è la differenza tra fornitore e distributore?

Prima di terminare il nostro lungo viaggio lungo la rete di distribuzione elettrica è necessario fare chiarezza su un punto: qual è la differenza tra fornitore e distributore?

Infatti, spesso i due ruoli vengono confusi, ma risultano profondamente diversi:

• Il fornitore vende l’energia elettrica al cliente finale, stipulando il contratto e gestendo la fatturazione;
• Il distributore gestisce fisicamente la rete, i contatori e gli interventi tecnici.

In caso di guasto, interruzione di corrente o necessità di allacciamento, il riferimento è sempre il distributore, il cui numero di emergenza è riportato sulla bolletta o disponibile sul portale ARERA.

Il supporto degli endoscopi industriali nella manutenzione della rete di distribuzione

La rete di distribuzione dell’energia elettrica è progettata per garantire sicurezza, affidabilità e continuità del servizio. Le linee, le cabine e i trasformatori vengono costantemente monitorati, e ogni elemento del sistema è dotato di protezioni automatiche che isolano i guasti e impediscono danni a catena.

Nelle varie operazioni di manutenzione l’utilizzo degli endoscopi industriali può rivelarsi estremamente utile. In quali casi vengono applicate le sonde per le ispezioni del sistema elettrico?

• Ispezione interna dei condotti: inserendo un endoscopio flessibile nei tubi che proteggono i cavi, è possibile verificare crepe, abrasioni, infiltrazioni d’acqua, depositi o corrosione sulle pareti interne.

• Verifica degli armadi delle cabine: attraverso aperture o sportelli esistenti, la sonda può “sbirciare” all’interno di cabine primarie o secondarie per rilevare umidità, tracce di ossidazione, guarnizioni danneggiate o componenti mal posizionati.

• Controllo interno dei trasformatori: l’endoscopio può essere utilizzato per osservare internamente avvolgimenti, isolanti o zone normalmente non visibili, per cercare microfessure o deterioramenti.

• ispezione di giunti e raccordi nascosti: in punti di congiunzione, derivazione o tratte protette, la sonda permette di ispezionare dall’interno giunzioni, canalizzazioni e passaggi elettrici nascosti, verificando integrità e assenza di contaminanti.

Fiber Optic opera da decenni nel campo dell’endoscopia industriale. Nel corso degli anni abbiamo realizzato applicazioni in tutto il mondo ed in qualunque contesto industriale. Contattaci: siamo pronti a soddisfare le esigenze di ispezione della tua azienda.