Spazio, satelliti e AI: le nuove frontiere dell'energia

Dai dati di Earth Observation sviluppati da Enel con ESA alle centrali solari orbitali del progetto SOLARIS: lo spazio diventa laboratorio per un sistema energetico più stabile e programmabile

Negli ultimi anni lo spazio ha smesso di essere soltanto teatro di esplorazioni e lanci spettacolari. È diventato una nuova infrastruttura tecnologica da cui osservare, misurare e infine gestire dati, immagini e connettività, anche per il sistema energetico terrestre. Grazie alla riduzione dei costi di lancio e alla diffusione di satelliti dedicati, le tecnologie spaziali - associate all’intelligenza artificiale - stanno trasformando dati grezzi in strumenti operativi per una gestione più efficiente e resiliente di produzione e reti elettriche.

Gli altri articoli di HUB ENERGIA

Uno dei campi di applicazione più concreti riguarda il monitoraggio delle risorse idriche per la produzione idroelettrica. In progetti sviluppati da Enel con il supporto dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), vengono utilizzate immagini da satellite per stimare la quantità di acqua immagazzinata nel manto nevoso. Questo parametro, noto come snow water equivalent (SWE), è fondamentale per prevedere gli afflussi stagionali nei bacini e ottimizzare la gestione delle dighe, riducendo l’incertezza operativa e migliorando la programmazione della generazione idroelettrica. Il vantaggio principale nell’uso dei dati satellitari è la copertura spaziale estesa e la frequenza di aggiornamento dati, superiori a quelle ottenibili con misurazioni tradizionali in loco o sorvoli aerei costosi e più limitati in scala e precisione. 

Intelligenza artificiale e osservazione terrestre
I benefici dell’osservazione satellitare non si fermano alla sola stima della neve. Integrando i dati con algoritmi di intelligenza artificiale e modelli meteorologici avanzati, è possibile migliorare significativamente le previsioni climatiche e meteo, sia a breve termine che stagionali. Questo permette alle utility di pianificare con maggiore accuratezza la produzione da fonti rinnovabili variabili come solare ed eolico, aumentando anche la stabilità della rete di distribuzione.

Le immagini satellitari possono essere processate, con sistemi di computer vision, per monitorare infrastrutture sensibili - dighe, linee elettriche e stazioni di trasformazione - con cadenza regolare e a costi inferiori rispetto ai metodi tradizionali. In combinazione con modelli di IA, questi strumenti aiutano a individuare anomalie, valutare priorità di manutenzione e ottimizzare le attività sul territorio, come il controllo e la potatura della vegetazione in prossimità delle linee elettriche, mitigando rischi di interruzioni o incendi.

Anche la connettività satellitare gioca un ruolo significativo: satelliti in orbita bassa possono fornire comunicazioni affidabili alle squadre operative in aree remote o durante emergenze quando le infrastrutture terrestri di comunicazione sono non disponibili, migliorando la sicurezza operativa e la continuità del servizio.

Il fotovoltaico dallo spazio: il progetto SOLARIS
Oltre a osservare la Terra, lo spazio può diventare luogo di produzione energetica attiva. Con il progetto SOLARIS dell’Agenzia Spaziale Europea, di cui Enel è partner, si sta esplorando la possibilità di costruire centrali solari in orbita geostazionaria, circa 36.000 chilometri dalla superficie terrestre, con l’obiettivo di generare energia solare in modo continuativo e trasmetterla sulla Terra. 

Queste centrali, lontane dal cono d’ombra della Terra e fuori dall’atmosfera terrestre, sarebbero esposte alla luce solare in modo quasi costante, superando le limitazioni legate al ciclo giorno-notte e alle condizioni meteorologiche. I pannelli fotovoltaici ad elevata efficienza convertirebbero l’energia solare in elettricità, che verrebbe poi  inviata sotto forma di microonde a un’antenna di ricezione terrestre, per essere ritrasformata in energia elettrica e immessa in rete.

Il concetto non è fantascienza: da Vanguard I nel 1958, il primo satellite dotato di un minuscolo pannello da meno di un watt per alimentare la radio di bordo, a oggi la svolta è stata radicale. La Stazione Spaziale Internazionale è infatti rifornita energeticamente da 2500 metri quadrati di pannelli solari, a dimostrazione che la tecnologia fotovoltaica spaziale ha una storia consolidata. 

Tuttavia, la sfida odierna è dimostrare che l’intera catena di produzione e trasmissione può essere efficiente e sostenibile su scala commerciale. Il progetto SOLARIS sta studiando la possibilità di avviare i primi impianti dimostrativi in orbita, con l'ambizione di realizzare un impianto da 1 megawatt in orbita entro il 2030, come premessa ai piani di espansione fino a 100 megawatt entro il 2035. 

Impatto sulle tecnologie terrestri
Oltre ai benefici diretti legati alla generazione di energia dallo spazio, le innovazioni tecnologiche sviluppate per questi progetti hanno ricadute dirette sul fotovoltaico terrestre.

Il filo conduttore per Enel è quello di tecnologie nate per lo spazio, che diventano strumenti concreti per rendere l’energia sulla Terra più sicura, flessibile e sostenibile.