Studio di miscele di gas isolanti ecocompatibili per la trasmissione dell'energia elettrica in alta e altissima tensione mediante elettrodotti blindati (G.I.L.)

Negli ultimi decenni il settore elettrico è stato interessato da una profonda trasfor-mazione dovuta sia alla crescente domanda di energia sia alla progressiva diffusione delle fonti rinnovabili. La produzione elettrica risulta infatti sempre più distribuita sul territorio e spesso localizzata lontano dai principali centri di consumo. Questa situazione richiede sistemi di trasmissione in grado di trasferire grandi quantità di potenza su lunghe distanze garantendo al tempo stesso elevati livelli di affidabilità, efficienza e sostenibilità ambientale. Attualmente la maggior parte della trasmissione dell’energia elettrica avviene me-diante linee aeree, tecnologia che rappresenta ancora oggi la soluzione più diffusa grazie ai costi relativamente contenuti e alla consolidata esperienza operativa. Tut-tavia, la crescente urbanizzazione del territorio, i vincoli ambientali e paesaggistici e la maggiore sensibilità dell’opinione pubblica nei confronti delle infrastrutture energetiche rendono sempre più complessa la realizzazione di nuovi elettrodotti. Le linee in cavo costituiscono una possibile alternativa, ma presentano limitazioni tec-niche che ne riducono l’impiego su lunghe distanze. In questo contesto si inseriscono i Gas Insulated Transmission Lines (GIL), una tec-nologia che consente di combinare alcuni dei principali vantaggi delle linee aeree e delle linee in cavo. Grazie all’impiego di un mezzo isolante gassoso contenuto all’interno di involucri metallici schermati, i GIL permettono infatti la trasmissione di elevate potenze, garantendo basse perdite, ridotte emissioni elettromagnetiche e un limitato impatto sul territorio, senza necessità di compensazione reattiva sulle lunghe distanze. Lo sviluppo di questa tecnologia è stato storicamente legato all’utilizzo dell’esafluoruro di zolfo (SF₆), gas che possiede eccellenti proprietà dielettriche e che per molti anni ha rappresentato la soluzione di riferimento per le applicazioni ad alta tensione. Tuttavia, l’elevato Global Warming Potential di questo composto e le recenti restrizioni normative introdotte a livello internazionale ed europeo hanno reso necessaria la ricerca di alternative più sostenibili dal punto di vista ambientale. L’obiettivo del presente lavoro è analizzare le principali soluzioni oggi disponibili per la sostituzione dell’SF₆ nei sistemi GIL, valutandone le caratteristiche fisico-chimiche, le prestazioni dielettriche, l’impatto ambientale e il grado di maturità tecnologica. Nel primo capitolo vengono descritti i principi di funzionamento delle linee isolate in gas, le loro caratteristiche e la loro evoluzione tecnologica. Nel secondo capitolo vengono analizzate le proprietà richieste ai gas isolanti e le problematiche ambientali associate all’utilizzo dell’SF₆. Infine, nel terzo capitolo vengono esaminate alcune delle principali alternative ecologiche attualmente disponibili, con particolare riferimento al perfluoronitrile, alla tecnologia g³, al trifluoroiodometano e alle più recenti soluzioni basate su aria pressurizzata.