In Europa, la manomissione dei contatori elettrici costa alle utility quasi 90 miliardi di euro; e tante altre risorse economiche si sciupano quando i meter sono fuori specifica, o quando sono mal funzionanti e le aziende non lo sanno. Quando se ne accorgono, i tempi per la sostituzione sono soldi perduti. Una soluzione c’è e si chiama mSure, un servizio cloud di Analog Devices – azienda americana attiva nella produzione di semiconduttori e di circuiti integrati, utilizzati per processare, condizionare e convertire in segnali elettrici fenomeni naturali. Svolge analisi e controlli ad ogni livello sullo stato di salute dei contatori, consentendo alle aziende di pianificare la sostituzione, e rileva le possibili alterazioni della strumentazione. Questa e altre soluzioni per la digitalizzazione della rete elettrica potranno essere “sperimentate” alla Utility Week Exhibition di Parigi, che si svolgerà dal 12 al 14 novembre al Paris Expo Porte de Versailles: l’azienda sarà presente allo stand Q130.
A tu per tu con le soluzioni di Analog Device
Analog Devices, anche nota come Adi, ha circa 60mila clienti in tutto il mondo, e serve clienti nei settori militare e aerospaziale, industriale, computer, automobilistico, comunicazioni, e elettronica di consumo di alta qualità L’anno scorso, la società con sede a Norwood nel Massachussetts ha realizzato revenues per 6,2 miliardi di dollari. In particolare, alla Utility Week Exhibition di Parigi presenterà soluzioni relative allo smart metering, al power quality analysis e all’energy storage. Si tratta di tecnologie relative ad un supertrend crescente nel mondo dell’industria: quello della sostenibilità, che presenta molteplici sfaccettature. In generale, si tratta di mettere insieme la crescente domanda di energia e il minimo rilascio di anidride carbonica e sostanze inquinanti. È un difficile equilibrio, quello che si intende realizzare. Può aiutare una rete elettrica digitalizzata, in grado di valutare, ad ogni livello, consumi e sprechi. Secondo Vitaly Goltsberg, director of the energy business unit di Analog Devices, per l’azienda è l’occasione di «di coinvolgere i principali stakeholder nel settore della distribuzione elettrica, esaminare insieme le loro problematiche e fornire loro approfondimenti sulla tecnologia e sullo sviluppo delle soluzioni di Adi. Alla Utility Week di quest’anno presenteremo le nostre soluzioni per il monitoraggio a distanza dello stato dei contatori elettrici, frutto del nostro impegno nel proporre innovazioni efficaci per affrontare le sfide chiave inerenti al mantenimento di una rete intelligente». Ma vediamo le soluzioni che saranno presentate.
mSure, il servizio cloud che monitora i contatori elettrici
Una rete energetica intelligente, con contatori la cui precisione è costantemente monitorata. Uno degli obiettivi di Analog Devices a Parigi è appunto quello di dimostrare al pubblico i vantaggi del collegamento della infrastruttura elettrica, tipicamente “analogica”, al dominio digitale: analisi e controlli ad ogni livello conferiscono al servizio delle utility un valore aggiunto. Si tratta di mSure, un servizio cloud di Analog devices: lo stato di salute dei contatori abilitati è esaminato real time, e i dati sono trasmessi alle utility grazie ad un firmware con licenza. Peraltro, mSure è in grado di prevedere quando i contatori saranno fuori dalla specifica, e ciò consente alle utility di pianificare la loro sostituzione; inoltre, il servizio rileva i possibili casi di manomissione: il 10% dell’energia sottratta in tutto il mondo deriva dalla alterazione dei contatori: una perdita di entrate di quasi 100 miliardi di dollari solo in Europa. Qualche giorno fa l’azienda ha annunciato la partnership con Elgama-Elektronika, un produttore di contatori statici e di energia con sede in Lituania. Analog Devices rende noto che Elgama progetterà contatori abilitati dalla tecnologia di diagnostica mSure: ciò consentirà di prolungare la vita degli apparecchi e di ridurre i costi complessivi dei test a campione. Elgama prevede di immettere sul mercato questi contatori entro la fine del 2020. Secondo Nerijus Kruopis, chief technology officer di Elgama-Elektronika «la verifica dell’accuratezza sul campo è un’operazione costosa e scomoda. Un misuratore abilitato mSure verifica la precisione dell’intera funzione metrologica, in piena operatività, portando a una riduzione dei costi diretti e a miglioramenti del servizio clienti. Abbiamo iniziato un confronto a livello tecnico con diverse utility nel nostro mercato per facilitare l’implementazione della tecnologia mSure come pratica standard per garantire una maggiore precisione dei contatori». Per Vitaly Goltsberg «la soluzione di Analog Devices per l’analisi dei contatori edge-to-cloud fornisce ai fornitori di energia elettrica informazioni utili che consentono di ridurre sia le spese operative che quelle in conto capitale, ridurre i rischi, proteggere i ricavi e rafforzare la fiducia nel loro brand».
Analisi di qualità dell’energia elettrica
Ai profani può sembrare curioso, ma anche l’energia elettrica può essere valutata in termini di qualità. Si parla, ad esempio, di “contenuto armonico” dell’elettricità: cambiamenti della forma di onda sinusoidale tipica sono detti “distorsioni armoniche”; l’insieme delle armoniche, invece, produce di norma una forma periodica. Il problema è che distorsioni e fenomeni di risonanza possono produrre surriscaldamenti e inefficienze delle apparecchiature attraversate dall’energia. Secondo Analog Devices, con una produzione che si affida sempre più a fonti rinnovabili e con il diffondersi di utilizzatori complessi, la rete vede un elevato carico reattivo e la presenza di un contenuto armonico importante, fattori che portano a inefficienze e possono persino rivelarsi pericolosi per l’infrastruttura. Allo stand di Analog Devices, si terrà una dimostrazione: si vedrà come, con circuiti integrati multifase, con la conversione analogico-digitale del segnale e con un’analisi di quest’ultimo si possa risolvere il problema delle distorsioni.
Lo storage dell’energia con gli algoritmi di Analog Devices
Un altro motivo per visitare lo stand è quello legato alle attività di Analog Devices in termini di energy storage. Com’è noto, l’azienda dispone di una soluzione, Battery Management System (Bms) per monitorare, grazie ad algoritmi complessi inseriti in un processore, i profili di corrente, le temperature di ritorno, lo stato di carica e di salute delle batterie. Come si vedrà meglio in un articolo che uscirà presto su Industria Italiana, la questione assume un particolare rilievo per le auto elettriche. Un sistema a batteria che dovrebbe fornire più di cento chilowatt di energia con la semplice pressione di un pedale deve funzionare a centinaia di volt per essere efficiente. Tuttavia, le celle della batteria al litio forniscono solo pochi volt. Per estrarre abbastanza energia, un gran numero di celle della batteria vanno collegate insieme in serie in un unico stack. Un tipico veicolo elettrico può impiegare 100 singole celle della batteria, erogando 350 volt nella parte superiore dello stack. E questo presenta alcune sfide. Sempre secondo Analog Devices, se una cella muore nella pila di batterie, tutte sono perdute. Quindi, è necessario monitorarle e gestirle tutte ogni giorno di vita del veicolo, nella carica e nella ricarica. Ma le celle della batteria al litio non possono essere utilizzate al massimo della loro portata: devono anzi essere mantenute in un intervallo molto specifico, dal 15% all’85%, altrimenti si indeboliscono. Se utilizzate entro questi limiti di carica, possono invece durare a lungo. E anzi superare la vita stessa del veicolo, rendendosi pertanto disponibili per una “second life”, sia come accumulatori per auto che negli storage, quelli che servono per raccogliere per fornire alla rete una quantità equilibrata di energia. Allo stand, una serie di dimostrazioni sarà focalizzata su aziende partner che hanno scelto la tecnologia di Analog Devices per ottimizzare la progettazione basata su batterie. Tra questi, sarà presente Stercom Power Solutions, che presenterà «lo stato dell’arte dei Bms, studiati su misura per i sistemi di storage a batteria». Secondo Analog Devices, Stercom mostrerà anche «una serie completa di prodotti per l’energy storage e l’infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici, implementando l’ultima tecnologia del gruppo di Norwood sui circuiti integrati isolati per il power management».
Analog Devices in pillole
La multinazionale di Norwood (Massachussettts, Usa), nota come Adi e guidata dal Ceo Vincent Roche e dal presidente del Cda e fondatore Ray Stata, produce semiconduttori, ed è specializzata nel trattamento e la conversione di segnali. Peraltro, Adi è attiva a livello globale nella produzione di circuiti integrati analogici, digitali e misti, utilizzati nelle apparecchiature elettroniche. Queste tecnologie sono utilizzate per processare, condizionare e convertire in segnali elettrici fenomeni naturali quali la luce, il suono, la temperatura, il movimento e la pressione. L’anno scorso, con 15.300 dipendenti, ha realizzato revenue per 6,2 miliardi di dollari.
