Come possono le aziende manifatturiere conseguire gli obiettivi di riduzione delle emissioni con un percorso virtuoso ed efficiente? Il fattore abilitante è la tecnologia. Ma quale? Occorre anzitutto un sistema che consenta di avere un monitoraggio completo dei flussi energetici e il pieno controllo dei consumi dell’impianto, e che permetta di definire il giusto mix fra le fonti rinnovabili e quelle “tradizionali”. Lo sa bene Abb, multinazionale svizzero-svedese dell’automazione e dell’energia, che in materia ha dato vita ad una piattaforma dotata di intelligenza artificiale che realizza queste condizioni: Abb Ability Energy and Asset Manager. La novità è che, grazie ad algoritmi sempre più avanzati, si potranno predire i consumi futuri, facilitando la programmazione e la definizione del mix.
Inoltre, la piattaforma dispone di widget per gestire la Iso 50001, normativa che consente all’azienda di impostare un percorso di miglioramento continuo sul fronte dell’utilizzo delle fonti energetiche.
Si amplia, poi, l’«arsenale» di strumenti “specifici”: ad esempio, sottostazioni elettriche MT/BT plug-in resistenti, leggere e quindi particolarmente adatte al fotovoltaico che utilizzano soluzioni in grado di ridurre il costo di produzione dell’energia da fonti rinnovabili con una maggiore densità di potenza grazie alla tensione di 800Vac in Bt e con sistemi di accumulo Bess (Sistemi di accumulo con batterie). I carichi vengono alimentati tramite interruttori intelligenti che monitorano e dispongono di logiche per contenere i consumi energetici. Di tutto ciò abbiamo parlato con Gabriele Terenzio, technical promotion and engineering in Abb.
D: Il punto è: come si realizza un percorso virtuoso lungo la catena della distribuzione intelligente dell’energia elettrica? Quali sono le soluzioni ma soprattutto cosa le collega? Come mettere insieme efficienza, rinnovabili, sistemi di ricarica, sistemi di gestione efficiente? E da dove bisogna partire?
R: Partiamo anzitutto da questo punto: l’obiettivo fondamentale è quello di progettare un impianto di distribuzione dell’energia che sia sicuro, protetto e predisposto per le esigenze future. Se è al servizio di un processo, deve sapersi adattare al cambiamento di quest’ultimo. L’impianto, cioè, deve essere predisposto oltre che per l’espansione in termini di potenza anche per la comunicazione dei dati a servizio di altri elementi del processo produttivo ed evolvere con esso garantendo la continuità di esercizio.
D: Cosa garantisce la predisposizione per le esigenze future?
R: Da una parte il modo in cui è progettato l’impianto, dall’altra il fatto che è espressione di un ecosistema di apparecchiature compatibili tra di loro, che si “parlano” con protocolli aperti, standard – e capaci di dar vita a soluzioni scalabili e integrabili. In particolare, utilizzano standard di comunicazione nativi in apparecchi dotati di sensori, per intercettare tutte le grandezze elettriche nonché monitorare il corretto funzionamento.
D: Ma una volta che i dati sono raccolti, come sono esaminati?
R: Qui entra in gioco Abb Ability, la “pietra angolare della fabbrica del futuro”, così come concepita da Abb Infatti, è un intero portafoglio di soluzioni digitali, che si accresce sempre di più. In particolare, Abb Ability Energy and Asset Manager, è la piattaforma web che consente di avere il pieno controllo energetico dell’impianto con dashboard grafiche interattive dei quadri installati e delle planimetrie e con sezioni dedicate sia al monitoraggio dei consumi che alla manutenzione predittiva dei dispositivi connessi. In pratica, si dispone di un unico strumento in grado di dialogare in tempo reale con tutti i device intelligenti installati nel plant). In una dashboard è possibile aggiungere una grande varietà di widget dedicati al monitoraggio delle varie grandezze elettriche che visualizzano valori di correnti, tensioni, potenze in tempo reale (sia per i singoli dispositivi che per il gruppo) ma anche lo storico dei consumi con la possibilità di confrontare diversi gruppi tra loro. In alternativa, i dati possono essere esaminati da tecnologie di terze parti.
D: Dunque, Abb Ability Energy and Asset Manager è il cavallo di battaglia di Abb quanto a politiche energetiche e agli sforzi di sostenibilità delle aziende.
R: Direi di sì. È una piattaforma la cui continua evoluzione è studiata sulle esigenze del cliente: ad esempio, oggi si possono acquisire ed elaborare informazioni da impianti rinnovabili, per poi simulare il mix ideale tra la potenza necessaria e quella di derivazione green. Ancora, i citati widget consentono di gestire la Iso 50001, norma europea che specifica i requisiti per creare, avviare, mantenere e migliorare un sistema di gestione dell’energia. L’obiettivo di tale sistema è di consentire che un’organizzazione persegua, con un approccio sistematico, il miglioramento continuo della propria prestazione energetica comprendendo in questa l’efficienza energetica nonché il consumo e l’uso dell’energia. Insomma, è questa piattaforma che consente di realizzare un percorso virtuoso di ottimizzazione.
D: Ci sono novità e sviluppi a proposito della piattaforma Abb Ability Energy and Asset Manager?
R: Sì, soprattutto per quanto riguarda gli algoritmi per la riduzione dei consumi basati sulla previsione e sull’utilizzo dei carichi. Con la piattaforma si possono predire quelli futuri e questo consente di definire un asset dell’impianto per bilanciare le fonti rinnovabili e le altre.
D: Tra le soluzioni più recenti di Abb, la sottostazione compatta prefabbricata (Css) in Grp (Glass fiber reinforced Polyester). Cos’è e a che cosa serve?
R: È una sottostazione elettrica MT/BT compatta testata ed assemblata in fabbrica. È costituita dai quadri elettrici di media (es. 20/36 kV AC) e bassa tensione (es 400/800V AC), dal trasformatore di potenza, dalle connessioni ed è corredata della strumentazione ausiliaria. Il sistema è certificato secondo la norma Iec 62271-202 ed. 2., una norma importante che garantisce la sicurezza, dal momento che specifica le condizioni di servizio, le caratteristiche nominali, i requisiti strutturali generali e i metodi di prova per la resistenza agli archi elettrici delle sottostazioni compatte. La struttura della sottostazione è autoportante e l’involucro è realizzato in poliestere con elevata resistenza ed isolamento termico che ne limita il peso. In pratica, è una soluzione plug-in, particolarmente adatta agli impianti fotovoltaici e a tutte le installazioni che necessitano di soluzioni “pronte per l’uso”.
D: Cosa sono le soluzioni per impianti di energie rinnovabili a 800-1000 V AC e 1500V Dc Utility Scale?
R: Per “utility scale” si intende il solare su larga scala, con grandi potenze che generano energia e la immettono in rete. In buona sostanza “l’industria delle rinnovabili” e specialmente quella del solare è una parte sempre più importante nel mix energetico; il problema era ed è quello di sviluppare una tecnologia che consenta di ridurre considerevolmente il costo di produzione dell’energia ed in particolare di incrementare la densità della potenza. Ad esempio, l’attuale valore di tensione di 800 V AC nei più recenti inverter di stringa consente di ridurre a parità di potenza quasi il 50% il valore della corrente e di conseguenza pesi e sezione dei conduttori minimizzando così le perdite di sistema e un migliore bilanciamento dei costi dell’impianto. Ciò che propone Abb è un insieme di soluzioni “dal sole alla connessione alla rete” a 800 Volt AC e 1.500 Volt dc quali: interruttori, sezionatori di manovra, contattori, dispositivi di protezione contro le sovratensioni e sensori di tensione-corrente adatti a proteggere sia l’impianto sia i dispositivi impiegati nei sistemi di generazione o di accumulo di energia tramite batterie.
D: Cosa sono le batterie Bees e a che cosa servono?
R: Sono sistemi di accumulo dell’energia elettrica a batteria. Sono fondamentali, dal momento che il fotovoltaico è caratterizzato dall’intermittenza e dall’imprevedibilità. In realtà, fare storage dell’energia è un modo per ammortizzare prima e meglio l’investimento al fine di utilizzare in modo efficiente l’energia rinnovabile a supporto dell’integrazione del loro utilizzo in rete. Ad esempio, ci sono diversi scenari che si possono verificare in una fabbrica: si pensi alla necessità di riduzione dei picchi di energia, all’aumento del consumo fotovoltaico proprio, o alla possibilità di contenere il potenziamento delle infrastrutture elettriche per gli impianti di produzione. Sta all’azienda stabilire se immetterla o meno in rete in funzione delle strategie di economicità definite. In ogni caso Abb dispone di soluzioni Bess con capacità di accumulare dalle centinaia di KW fino a diversi MW che sono modulari, espandibili con il sistema di gestione integrato per garantire sicurezza, numero di cicli ed affidabilità.
D: In cosa consiste la nuova serie di interruttori per la protezione di impianti di generazione delle rinnovabili (fotovoltaico ed eolico) Ssea Emax 2 /E10 e E12. Quali sono i vantaggi per l’azienda utente?
R: Gli interruttori aperti Sace Emax 2/E sono stati progettati per soddisfare le esigenze di prestazioni, affidabilità, minimizzazione degli ingombri e manutenzione ottimizzata per impianti elettrici con tensioni di esercizio superiori a 690V sempre più utilizzate nel mondo delle rinnovabili. I modelli Emax 2/E anche con le ultime versioni E10 ed E12 che raggiungono valori di tensioni di esercizio 1000 V AC o 1200 V AC sono perfettamente integrabili nelle architetture di distribuzione dell’energia intelligenti con la disponibilità di vari protocolli di comunicazione e con una connettività diretta con Abb Ability Energy and Asset Manager.
(Ripubblicazione dell’articolo del 20 aprile 2023)
