Prima di procedere
In un ambizioso progetto nel Guangdong, un team di ricercatori ha sviluppato e testato con successo un microgrid all'avanguardia, capace di integrare in modo sinergico energia solare e nucleare. I risultati ottenuti, pubblicati il 27 Novembre 2025, indicano un'affidabilità energetica superiore al 98%, aprendo nuove prospettive per la gestione intelligente delle reti elettriche del futuro.
L'obiettivo principale dell'esperimento non era semplicemente valutare le prestazioni individuali delle singole tecnologie, ma piuttosto osservare e analizzare la loro interazione e cooperazione in uno scenario operativo realistico, caratterizzato da continue fluttuazioni nella produzione e nel consumo di energia. Il test, condotto per un intero anno attraverso simulazioni ad alta precisione, ha dimostrato la capacità del sistema di garantire una fornitura affidabile di energia, anche in condizioni di massima incertezza, per i carichi critici.
Il microgrid oggetto dello studio ha una capacità di 100 MW ed è progettato per alimentare un carico industriale medio di 85 MW, affiancato da un consumo residenziale di circa 15 MW. A complicare ulteriormente il quadro energetico, si aggiungono le tipiche oscillazioni giornaliere e stagionali, con picchi industriali che possono superare del 25% la media e consumi domestici con un rapporto picco-media di 1,6. Per stabilizzare un sistema intrinsecamente dinamico, il team di ricerca ha optato per una combinazione strategica di fonti energetiche e sistemi di accumulo complementari.
La componente rinnovabile del microgrid è basata su un impianto fotovoltaico da 40 MW, modellato con una variabilità realistica che tiene conto delle diverse stagioni e delle fluttuazioni orarie. A garantire una base di produzione stabile e continua contribuisce invece un reattore nucleare di tipo Small Modular Reactor (SMR), caratterizzato da una produzione minima di 10 MW e da una capacità di modulazione limitata a 5 MW l'ora. L'accumulo di energia a breve termine è affidato a batterie agli ioni di litio da 20 MWh con un'efficienza del 92%, mentre nei momenti di surplus energetico, l'energia in eccesso viene utilizzata per alimentare elettrolizzatori dedicati alla produzione di idrogeno, con una capacità massima di stoccaggio di 15 tonnellate.
Il sistema di gestione dell'energia (EMS) funge da centro decisionale, coordinando ogni elemento del microgrid. La sua architettura di controllo si basa su una pianificazione robusta, in grado di mantenere strategie affidabili anche in presenza di previsioni meteo imperfette, e su moduli di reinforcement learning che regolano le scelte operative in tempo reale. Grazie a questa combinazione, il microgrid è in grado di reagire tempestivamente alle variazioni della domanda e dell'offerta di energia, pur mantenendo una base operativa stabile e affidabile.
I risultati dei test hanno evidenziato la capacità del sistema di ridurre i costi operativi di circa il 18,7% e l'intensità di emissioni di quasi il 37,1%. Una parte significativa di questi risultati positivi è attribuibile all'interazione sinergica tra i diversi sistemi di accumulo: le batterie gestiscono le fluttuazioni giornaliere della domanda, mentre l'idrogeno consente di affrontare gli squilibri stagionali. Questa "doppia scala" di accumulo è considerata una delle caratteristiche più innovative del progetto, in quanto permette di considerare l'energia solare e nucleare non come entità separate, ma come parti integranti di un unico ecosistema energetico.
Il modello matematico alla base del sistema è stato implementato in Python tramite Pyomo e risolto con il solutore Gurobi 10.0, a conferma dell'elevato grado di dettaglio richiesto per coordinare tecnologie così diverse tra loro. Secondo gli autori dello studio, la metodologia sviluppata potrebbe diventare un punto di riferimento per lo sviluppo delle comunità energetiche del futuro, aprendo la strada a un sistema energetico più sostenibile, efficiente e resiliente.
