corrente continua contro corrente alternata

Corrente continua contro corrente alternata All’epoca di Alessandro Volta, dopo l’invenzione della sua famosa pila, l’elettrotecnica iniziò lo sviluppo della sua tecnologia primitiva, sulla base della corrente continua, poiché tale è la corrente generata da una pila. Successivamente, con l’invenzione delle dinamo (generatori di corrente continua) e con l’aumento di richiesta di energia elettrica da parte dell’industria e della popolazione, sorse il problema del trasporto a distanza dell’energia. I potenti generatori (a bassa tensione continua) non erano vicini ai punti di utilizzazione e perciò molta energia andava dispersa in calore, durante il suo trasporto, a causa soprattutto dell’effetto Joule, dovuto alla resistenza elettrica dei conduttori. Allo scopo di limitare le perdite i conduttori di trasporto dovevano essere di molto grande diametro, oppure in quantità connessi tra loro in parallelo, con costi quindi molto alti. Ad un certo punto, Thomas Alva Edison e Nicola Tesla, entrarono in conflitto tecnico dopo la scoperta della corrente alternata. Questi due, entrambi geniali inventori, avevano però profili professionali molto diversi tra loro; infatti, mentre Edison era molto orientato alla sperimentazione pratica immediata, Tesla era invece soprattutto un ingegnere teorico-concettuale. Da tale differenza nacque il loro disaccordo circa l’uso di corrente continua o corrente alternata. L’uso della nascente corrente alternata, implica la conoscenza di concetti matematici che per Edison erano fumosi ed oscuri mentre Tesla li maneggiava con disinvoltura. Infatti, la corrente alternata implica la conoscenza della trigonometria, dei numeri immaginari e dei numeri complessi. Implica i concetti di reattanza, sia capacitiva che induttiva, il concetto di impedenza in sostituzione ed in aggiunta al concetto molto elementare di resistenza ohmica. Questi concetti erano invisi ad Edison che, non essendo in grado di comprenderli, optò senz’altro per l’uso della corrente continua, semplice, lineare e comprensibile a tutti (soprattutto a lui). Inoltre, per facilitare il trasporto della corrente alternata col massimo dell’efficienza, era necessario innalzare la tensione a valori molto alti per l’epoca e questo fece pensare ad Edison che la corrente alternata fosse una cosa pericolosa per l’uomo e decise di dimostrarlo con un raccapricciante esperimento sulla pubblica piazza, così da disincentivare l’uso della complicata corrente alternata. Fece quindi montare sul posto delle prese di alta tensione alternata, vi fece portare una mucca destinata al macello, collegando le sue zampe bagnate ad appositi bracciali collegati all’interruttore dell’alta tensione e quando molta gente si era radunata per osservare incuriosita cosa poteva accadere con la corrente alternata, Edison attivò l’interruttore e la povera bestia stramazzò al suolo tra orribili convulsioni e puzza di carne bruciata restando fulminata. Edison era già una persona di fama mentre Tesla era quasi sconosciuto al pubblico e quindi, in quell’occasione, ebbe facilmente partita vinta e la gente ebbe timore della corrente alternata. Immaginate le discussioni dell’opinione pubblica, un po’ somiglianti a quelle tra fautori e contrari all’energia nucleare al giorno d’oggi, fatte ovviamente le debite proporzioni di pericolosità. Tuttavia il progresso è inarrestabile e gli indubbi vantaggi della corrente alternata si imposero, soprattutto tra i giovani ingegneri che non avevano problemi con la matematica. Il trasporto dell’energia poteva avvenire (cosa impensabile con la corrente continua) a molto grandi distanze e con perdite trascurabili, grazie all’uso dei trasformatori ad alta ed altissima tensione. Da allora, la corrente continua per usi pubblici di potenza è caduta in disuso e ancora oggi le reti di distribuzione lavorano esclusivamente in corrente alternata, nonostante la necessità della sincronizzazione dei generatori, che però non è un problema. Ma, nel frattempo, il progresso tecnico è avanzato a dismisura, così che oggi sarebbe possibile, grazie alla tecnologia moderna, tornare a riutilizzare la corrente continua anche per il trasporto a grandi distanze. I vantaggi, al giorno d’oggi, proprio grazie alle attuali tecniche di switching, non sarebbero trascurabili: 1°) Centrali elettriche molto più piccole ed economiche, con generatori assai più piccoli a parità di potenza erogata; 2°) Sottostazioni e cabine di trasformazione molto più piccole ed economiche; 3°) Nessuna necessità di sincronizzazione della fase nel collegamento tra generatori; 4°) Maggiore semplicità ed economia a livello d’utenza nei circuiti di alimentazione; Questi alcuni dei vantaggi più notevoli, soprattutto i primi tre punti. Certamente ci sono problemi tecnologici da risolvere, in quanto questa cosa non è stata più pensata. Si dovrebbero studiare transistori e mosfet funzionanti dai 60 ai 120 KV. Con potenze in gioco di svariati MW. Questa sarebbe una grande sfida, oppure ricorrere a collegamenti in serie-parallelo di appropriati semiconduttori. Tuttavia, i grandi progressi ottenuti dalla tecnologia dei semiconduttori in questi ultimi sessant’anni, mi porta a pensare che la sfida del controllo dell’alta tensione continua ed il necessario rinnovamento degli apparati di bassa tensione a livello di utenza sarebbero un ulteriore incentivo all’economia ed al progresso. Immaginate, ad esempio, una centrale idroelettrica da un migliaio di MW, che adesso occupa un intero grande edificio, ridotta, a parità di potenza, in 4 stanzette. Oppure una sottostazione di trasformazione di pari potenza, che oggi occupa un paio d’ettari di terreno ridotta a solo due o tre decine di metri quadrati. E questo vale anche per le cabine di trasformazione a bassa tensione che si ridurrebbero solo ad un paio di metri cubi di volume con notevole economia di costruzione. Per il trasporto dell’energia si potrebbero continuare ad utilizzare le normali reti ad alta, media e bassa tensione, senza la necessità di sostituirle. Certo questo comporterebbe un gigantesco lavoro di riorganizzazione di tutto il sistema elettrico internazionale ormai consolidato da innumerevoli decenni e certamente l’idea, come tutte le nuove idee, potrebbe avere, se venisse diffusa, feroci detrattori e accaniti sostenitori anche tra gli esperti del settore. Magari potrà, nel breve-medio termine, anche venire affossata dalle ancorché valide ragioni economiche degli oppositori; ma io penso che il progresso sia inarrestabile e prima o poi qualcuno comincerà seriamente ad investire denaro su questa idea di grande portata in grado di realizzare un’economia di scala nella generazione, nel trasporto e nell’import-export dell’energia.