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La riduzione dei consumi energetici nelle reti di comunicazione passa in misura significativa per le reti mobili, dove maggiore è l’impiego della trasmissione radio, con i suoi amplificatori di potenza, gli impianti di raffreddamento. Essa è un’esigenza sociale, ambientale e anche economica. I consumi di energia possono rappresentare infatti una quota variabile tra il 10 e il 25% delle spese di gestione (OPEX) degli operatori per la rete. La riduzione dell’incidenza delle spese energetiche diviene così di importanza assoluta soprattutto nei mercati emergenti, dove minori sono i ricavi e i margini per utente. La crescita dei mercati nei prossimi anni avverrà, inoltre, soprattutto nelle aree rurali, dove maggiori sono i problemi di approvvigionamento elettrico, anche perché un miliardo di potenziali utenti abitano in aree dove la rete elettrica nemmeno arriva.
Per questo motivo, l’obiettivo è duplice: ridurre i consumi e fornire soluzioni innovative di approvvigionamento, facendo leva il più possibile su fonti rinnovabili e a basse emissioni. Energia solare (fotovoltaica), eolica, celle combustibile e, in alcuni casi, anche geotermia, sono le principali fonti alternative considerate per una generazione locale.
I progressi tecnologici hanno consentito di ridurre i consumi specifici. Si tratta di miglioramenti legati ai rendimenti di componenti e apparati così come a soluzioni software che permettono di ridurre la potenza impiegata in funzione dell’effettivo carico di lavoro. I ridotti assorbimenti degli apparati si traducono a loro volta in minori esigenze di energia anche per altre apparecchiature, come gli impianti di raffreddamento/condizionamento. Lungi dal ridurre l’opportunità ed interesse per l’utilizzo delle energie alternative/rinnovabili, i minori consumi espressi da apparati e sistemi permettono una più agevole introduzione di fonti energetiche alternative, che in genere offrono una potenza minore rispetto a quanto permesso dalla rete elettrica.
Diversi scenari di introduzione delle tecnologie alternative sono stati presi in considerazione nel programma di Alcatel-Lucent e possono essere messi in atto:
Una combinazione di diverse fonti/modalità di alimentazione in aree che non sono raggiunte dalla rete elettrica e per le quali l’unica alternativa sin qui era un generatore diesel, con conseguenti problemi di emissioni inquinanti e di costi per il trasporto del carburante.
Situazioni in cui è disponibile una rete elettrica, ma le favorevoli condizioni ambientali (illuminazione, ventosità) permettono di utilizzare le fonti rinnovabili come sorgente primaria e la rete elettrica come alternativa di backup.
Situazioni meno favorevoli in cui, comunque, le energie alternative possono essere impiegate come backup rispetto alla fonte primaria della rete elettrica.
Ove siano disponibili anche sistemi convenzionali (rete elettrica, termico), questa possibilità consente anche di realizzare sistemi ‘primari’ di alimentazione con energie rinnovabili meno “invasivi”.
Per esempio, laddove per motivi di sicurezza per far fronte alle esigenze di alimentazione di picco sarebbero necessari 100 mq di pannelli fotovoltaici e relative batterie la possibilità di collegarsi alla rete elettrica può permettere di ridurre la superficie dei pannelli della metà, ricorrendo alla rete elettrica solo in
L’approccio di Alcatel-Lucent per alimentare le reti wireless segue diverse direzioni: l’integrazione degli apparati (hardware) per ottimizzare i rendimenti energetici (es. l’architettura multi-carrier degli amplificatori di potenza, che consente di supportare diverse reti 2G, 3G, LTE, permette di ridurre i consumi fino al 60%, mentre migliorie dell’architettura riducono il consumo dei transceiver anche del 30%), il ricorso ad un software dinamico che adegua l’assorbimento allo stato della domanda nell’arco della giornata, un’ottimizzazione del layout della rete e della copertura (meno siti con più ampia portata possono ridurre i consumi fino al 40%), nonché misure che, riducendo tra l’altro le esigenze di condizionamento, portino ad una riduzione degli sprechi.
Una delle caratteristiche del programma di Alcatel-Lucent, che ha come obiettivo quello di portare le energie alternative ad un potenziale di 100 mila stazioni radio-base, prevalentemente in aree a bassa densità abitativa, è quella di far leva su un mix di tecnologie e soluzioni, adattarle alle esigenze specifiche delle comunicazioni, integrarle, testarle e renderle così adatte ad una produzione di massa, cosa che potrà portare ad un’ulteriore riduzione dei costi.
Ancor oggi, le soluzioni energetiche basate su fonti alternative nelle telecomunicazioni sono complesse e costose. Alcatel-Lucent intende dare una risposta selezionando le migliori soluzioni disponibili nel mercato, in rapido cambiamento, delle energie alternative – che grazie ai miglioramenti tecnologici e all’aumento dei volumi vede già una riduzione dei costi – unendole con le soluzioni volte al risparmio energetico nel campo delle reti.
Il programma ha portato allo sviluppo di un Laboratorio per le Energie Alternative, basato presso la sede dell’azienda di Villarceaux, presso Parigi, aperto alla collaborazione di terze parti partner dell’iniziativa: centri universitari, enti pubblici di ricerca, realtà industriali che possono qui trovare un test bed operando in un completo eco-sistema.
I primi risultati sono già 350 siti già equipaggiati con sistemi con fonti energetiche alternative, per lo più dislocati in Africa e Medio Oriente, in paesi come Qatar, Senegal, Mali, Mauritania, Costa d’Avorio. La maggior parte di questi siti è alimentata con impianti fotovoltaici, che, grazie anche alle particolari condizioni di irraggiamento di queste aree, sono in grado di fornire una larga autosufficienza. Lo scorso mese di gennaio, Alcatel-Lucent ha annunciato anche la realizzazione dei primo sito ibrido – solare ed eolico – che è stato costruito nel Qatar per la rete di Vodafone.