Le reti ad alta, media e bassa tensione in Italia

Generalmente, una rete elettrica nazionale comprende linee di trasmissione a lunga distanza e linee di distribuzione, quest’ultime organizzate in un’infrastruttura capillare che arriva fino agli utenti o utilizzatori finali. Generalmente, la rete di trasmissione comprende linee ad alta e altissima tensione, mentre la rete di distribuzione comprende linee elettriche a media tensione (tra i 10 e i 20 kV) e linee a bassa tensione (inferiore a 1.000 V, normalmente 400 V). Ma vediamo più in dettaglio come sono strutturate e gestite, in Italia, le reti elettriche ad alta, media e bassa tensione e quali sono le loro differenze.

La rete principale viene utilizzata nelle connessioni di trasmissione a lunga distanza e ad alta tensione. Poiché sarebbe molto costoso utilizzare cavi sotterranei in lunghe distanze di trasmissione, le linee elettriche della rete principale sono principalmente costruite come linee aeree. Per ridurre al minimo le perdite di trasmissione, la tensione della rete principale è elevata, tra 60 e 380 kV. Al suo massimo, essa è 2.000 volte superiore a quella disponibile nella presa di corrente domestica.

La rete principale è proseguita dalle reti di distribuzione ad alta tensione, che distribuiscono elettricità a livello regionale, ad esempio in diverse province. Le reti di distribuzione possono utilizzare la rete principale attraverso la rete di trasmissione ad alta tensione oppure possono connettersi direttamente alla rete principale. La differenza tra la rete di trasmissione (a tensione altissima o alta) e la rete di distribuzione (a media o bassa tensione) si basa essenzialmente sul diverso livello di tensione.

In Italia, le reti di trasmissione ad alta tensione operano su una tensione altissima (380 kV e 220 kV, in entrambi i casi per una lunghezza totale approssimata di 11.000 km, o 22.000 km se sommate), o alta (150-132 kV, per una lunghezza totale approssimata di 46.000 km). Le reti di distribuzione, invece, operano sulla media tensione (10-20 kV, per una lunghezza totale approssimata di 350.000 km) o sulla bassa tensione (400 V o comunque inferiore a 1 kV, per una lunghezza totale di circa 780.000 km).

Il trasporto su lunga distanza è più efficiente operando ad alta tensione. Avvicinandosi all’utente finale, invece, la tensione necessita di essere progressivamente abbassata per motivi di sicurezza (si abbassa il rischio di folgorazione) e anche perché generalmente i carichi elettrici delle utenze industriali e quelli delle utenze domestiche lavorano rispettivamente a media e bassa tensione. In poche zone d’Italia nelle case vengono portate due fasi di un sistema trifase con tensione fase-fase di 220 V.

La rete italiana ad altissima tensione a 380 kV (a sinistra) ed a 220 kV (a destra).

Gli elettrodotti portano l’energia ad altissima tensione dalle centrali elettriche fino alle stazioni ricevitrici alle porte della città o dei distretti di distribuzione. Qui enormi autotrasformatori riducono la tensione secondo le esigenze della distribuzione primaria, con tensioni che possono essere di 150, 132 o 60 kV; tramite elettrodotti aerei o interrati in cavo l’energia elettrica giunge negli impianti di trasformazione AT/MT, o cabine primarie, dove la tensione viene ulteriormente abbassata.

Una volta che, una seconda dei distributori, è passata a una tensione compresa fra gli 8,4 kV (come nella rete di Roma) ed i 20 kV, l’elettricità viene immessa poi nella rete elettrica una media tensione. L’elettricità prosegue su elettrodotti minori su tralicci e pali in aree di campagna, oppure in cavi isolati nel sottosuolo urbano, fino alle sottostazioni di media tensione (cabine secondarie). Nelle cabine secondarie di media tensione (MT) altri trasformatori riducono la tensione al valore di 400 V trifase.

La rete di trasmissione nazionale ad alta tensione è gestita unicamente dalla società Terna, responsabile della trasmissione e del dispacciamento dell’energia elettrica in Italia. Essa ha una lunghezza complessiva approssimata di 63.900 km. L’energia trasmessa ogni anno è di circa 310 TWh (dato del 2014). Le altre responsabilità di Terna comprendono il mantenimento dell’equilibrio tra l’offerta e la domanda di energia elettrica, oltre a garantire la sicurezza dell’approvvigionamento.

Poiché opera in un ambiente di monopolio, per consentire la concorrenza sul mercato, Terna non è autorizzata a operare nella produzione, distribuzione e vendita di energia. Per i suoi servizi di trasmissione e dispacciamento dell’energia elettrica, Terna è remunerata tramite un sistema tariffario stabilito dall’Autorità per l’energia elettrica, gas e acqua. La remunerazione per la trasmissione di energia elettrica e per il dispacciamento rappresentano in totale circa il 3% di una bolletta elettrica.

Terna è anche responsabile della pianificazione e dello sviluppo della Rete di Trasmissione Nazionale (RTN). La società approva e attua misure di sviluppo sulla RTN sulla base di un piano decennale approvato ogni anno dal Ministero dello Sviluppo Economico. Il progetto a lungo termine prevede la costruzione di circa 4.600 km di nuove linee elettriche e 111 nuove stazioni di trasformazione, nell’ambito di 10 progetti di sviluppo sostenibile inclusi tra le nuove infrastrutture strategiche previste per il Paese.

Mentre la trasmissione su lunghe distanze è gestita da un unico operatore (Terna), la distribuzione di energia elettrica fino agli utenti finali è stata invece liberalizzata a più operatori con il cosiddetto Decreto Bersani, favorendo la libera concorrenza nel mercato elettrico. In ciascuna regione la distribuzione viene data in concessione ad un unico operatore (monopolio naturale), mentre l’attività di vendita di energia è lasciata in capo a soggetti diversi che possono offrire proposte ai consumatori.

Schema della struttura della rete elettrica italiana, con la rete di trasmissione ad altissima e alta tensione (in alto) e quella di distribuzione (in basso), a tensioni più basse.

La diversa responsabilità nella gestione delle reti ha risvolti pratici, ad esempio, in caso di blackout dovuti a interruzione della linea. Se ad esempio l’interruzione avviene su una linea ad alta o altissima tensione delle rete di distribuzione, la responsabilità della riparazione e dell’eventuale risarcimento dei danni è in capo a Terna SpA; mentre, nel caso l’interruzione avvenga su una linea di media o bassa tensione, la responsabilità è del distributore locale (ad es. e-Distribuzione SpA, la vecchia Enel Distribuzione).

Generatori, sottostazioni e sottostazioni di distribuzione sono collegati alla rete elettrica. Un generatore produce energia nella rete elettrica. Le sottostazioni sono giunzioni della rete dove sono collegate le linee elettriche di diverse tensioni. Le sottostazioni possono trasformare, distribuire e centralizzare la trasmissione di elettricità. Infine, le sottostazioni di distribuzione convertono le alte tensioni di trasmissione in bassa tensione adatte a distribuire agli utenti l’elettricità.

Le case ricevono la loro elettricità dalle reti di distribuzione, mentre l’industria, il commercio, i servizi e l’agricoltura la ricevono dalla rete di distribuzione, dalla rete di trasmissione ad alta tensione o dalla rete principale. Le centrali elettriche che generano elettricità possono unirsi a una qualsiasi delle tre reti. In molti Paesi, nella rete di distribuzione verrà costruito un numero crescente di centrali elettriche di piccole dimensioni, il che significa che la struttura della rete diventerà più complicata.

La consegna a 230/400 V avviene attraverso un contatore di energia, che ha gli scopi di contabilizzare i consumi per la fatturazione, ma, in Italia, non quello di offrire una prima protezione contro sovraccarichi e cortocircuiti in quanto si tratta di un semplice limitatore a sgancio elettronico e non di un interruttore magnetotermico. Lo strumento è un wattmetro integratore elettromeccanico o elettronico, in grado di totalizzare l’energia attiva (potenza attiva integrata nel tempo) consumata.

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