Cogenerazione e monitoraggio da remoto degli impianti di produzione di energia - Energyup

Sostenibilità

Cogenerazione e monitoraggio da remoto degli impianti di produzione di energia

Un’attività di monitoraggio da remoto ha un duplice beneficio: da un lato permette di controllare possibili comportamenti anomali e quindi prevedere se possono in qualche modo innescare avarie e danni in futuro; dall’altro consente, qualora l’infrastruttura di monitoraggio lo preveda, di effettuare regolazioni a distanza, con un risparmio di tempo, costi e risorse

12 Feb 2021

Davide Romano

Sappiamo che è possibile monitorare un macchinario o un impianto da una posizione remota. Questo è applicabile alle realtà produttive così come ai sistemi per la produzione di energia. Con le politiche di decarbonizzazione che si stanno diffondendo in maniera sempre più diffusa, anche la produzione di energia elettrica ha affrontato dei cambiamenti rispetto ai decenni passati: se una volta si faceva ricorso prevalentemente a grossi impianti a vapore o a ciclo combinato, adesso stanno guadagnando maggiori fette di mercato le fonti alternative e questo ha comportato diverse modalità di gestione nella produzione di energia elettrica, in cui il monitoraggio da remoto assume una particolare rilevanza.

La cogenerazione, cos’è, come funziona

I cogeneratori sono degli impianti per la produzione combinata di energia elettrica e termica: un motore a combustione interna, generalmente alimentato a gas, muove un alternatore per la produzione di energia elettrica mentre un impianto idraulico appositamente dimensionato, raffreddando l’impianto motore-generatore, fornisce il calore prelevato a un’utenza che può essere di tipo residenziale o industriale; i primi sfruttano il calore per il riscaldamento, i secondi possono sfruttarlo anche per particolari esigenze termiche nei processi produttivi.

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Come noto dalle molte trattazioni in campo automotive, un motore a combustione interna è un impianto che si compone di diversi elementi sottoposti a stress meccanici, termici e chimici; la complessità intrinseca della sua natura e dei suoi processi impone spesso stringenti tolleranze meccaniche o parametri di funzionamento che comportano anche maggior sforzo per la sua manutenzione. Di tutt’altre cure invece necessitano un motore elettrico o un alternatore i quali, grazie a una maggior semplicità costruttiva e di funzionamento, sono più facili da manutenere.

Appare chiaro quindi che, così come le molte spie del cruscotto della nostra automobile ci avvertono di possibili malfunzionamenti o problematiche, è utile che per una realtà produttiva o per una struttura residenziale si possa monitorare il funzionamento di un impianto termoelettrico ed è comodo anche che tale monitoraggio avvenga a opera di personale competente da remoto, nonché poter effettuare regolazioni sullo stesso riducendo la necessità di dover tenere l’impianto presenziato.

Schema di un cogeneratore

Il monitoraggio da remoto di un impianto

Un impianto sito in un complesso industriale potrebbe causare il fermo della produzione per diverse ore qualora dovesse incorrere in un blocco. Analogamente potrebbe lasciare un condominio o un ospedale al freddo o, peggio, senza corrente.

Per poter effettuare un adeguato monitoraggio torna quindi essenziale disporre di un’adeguata infrastruttura, di un eventuale apparato di dispositivi IoT e di una rete in grado di poter gestire adeguatamente tutti i flussi di informazione.

Un’attività di monitoraggio da remoto ha un duplice beneficio: da un lato permette di controllare possibili comportamenti anomali e quindi prevedere se essi possono in qualche modo innescare avarie e danni in futuro; dall’altro permette, qualora l’infrastruttura di monitoraggio lo preveda, di effettuare regolazioni da remoto evitando la necessità di eseguire tali correzioni in presenza, quindi con un notevole risparmio di tempo, costi e risorse.

I vantaggi non finiscono qui, grazie al monitoraggio da remoto è possibile dare supporto alle squadre di intervento sul posto, inquadrando più nel dettaglio gli effetti delle azioni manutentive oppure guidando passo passo l’operatore sul posto indipendentemente dal suo grado di specializzazione.

Può sembrare banale e scontato, ma per poter mettere in piedi una macchina del genere occorre un’infrastruttura che permetta all’impianto di poter inviare i suoi dati al centro di raccolta (generalmente all’OEM del macchinario) e quindi anche al centro di assistenza che si occupa del monitoraggio. Da qui risulta evidente come una buona connessione internet sia un requisito indispensabile per avere una comunicazione solida e stabile.

Monitoraggio: la componente umana

Come spesso si evidenzia, quando si parla di automazione, anche nel monitoraggio da remoto, la componente umana rimane fondamentale; questo perché occorre saper leggere e interpretare i messaggi di errore che il sistema di diagnostica riporta.

Come ci si potrebbe immaginare, non sono molte le occasioni in cui un messaggio di avaria indica esplicitamente la fonte di un problema e che quindi sia la macchina a dire cosa occorre fare per cancellare l’allarme. In realtà è molto più comune dover interpretare il messaggio di errore o avaria, verificare parametri concorrenti che a modo loro potrebbero celare un indizio per la causa reale del guasto e, se possibile, effettuare azioni da remoto o in sito per verificare la risposta del sistema e capire se l’azione compiuta o il settaggio che si è modificato possono aver risolto la situazione di criticità ed eventualmente aver dato elementi aggiuntivi per individuare la reale problematica.

Appare evidente come non sia possibile portare avanti un monitoraggio totalmente automatizzato senza una componente umana che conosca a fondo il sistema in esame e che appunto sia in grado di interpretare la “sintomatologia” e individuare la causa dei problemi. La componente umana, ancora una volta, rimane un elemento imprescindibile anche quando si introduce un certo grado di automazione nei sistemi.

L’aspetto a modo suo nuovo può essere visto nella figura del tecnico specializzato che in questo modo compie una sorta di evoluzione nella quale può anche trovarsi a svolgere parte del suo lavoro da una postazione pc.

Identificare e analizzare i segnali che il sistema manda non è banale, ci vuole esperienza e non è scontato che un algoritmo di intelligenza artificiale possa superare l’uomo in un simile processo di analisi e di decisioni. In questo possono ritenersi valide molte delle osservazioni fatte in campo medico dove si è ampiamente dimostrato che gli algoritmi sono in grado di fare diagnosi molto accurate e vicine a quelle dei medici ma che allo stesso tempo, il giudizio umano si è rivelato comunque più affidabile dell’intelligenza artificiale grazie alla sua componente intuitiva che a quest’ultima manca.

Monitoraggio da remoto, i risvolti economici e pratici

Poter monitorare da remoto un impianto presenta dei vantaggi per i diversi attori che vi prendono parte. Immaginiamo una struttura residenziale dotata di un impianto di cogenerazione che presenta delle problematiche all’impianto termico. Un monitoraggio da remoto dell’impianto permette alla ditta che si occupa della sua manutenzione di poter verificare istantaneamente i messaggi di errore e capire la fonte del problema.

Possono presentarsi tre diverse situazioni:

• i problemi sono lievi, facilmente risolvibili da remoto con un intervento online e l’emergenza rientra immediatamente;

• i problemi sono leggermente più seri e si presenta la necessità di un’azione sul posto; in questo caso un supervisore della struttura può recarsi sull’impianto ed eseguire le azioni correttive necessarie sotto la guida da remoto del personale specializzato della ditta di manutenzione.

• i problemi non sono facilmente risolvibili e si presenta la necessità di un intervento di personale competente; in questo caso la ditta in carico della manutenzione può intervenire con suo personale o appoggiarsi ad altri collaboratori competenti al fine di garantire un intervento ancora più celere.

Ovviamente la risposta diventa via via meno rapida e più costosa dal primo punto al terzo, di pari passo con la gravità del problema.

Tuttavia, è indubbio che tenere monitorato un sistema o un impianto può permettere di risparmiare del tempo e dei costi laddove si riesca a capire la natura del problema e si riesca ad intervenire in maniera snella.

Ovviamente al caso della struttura residenziale si possono accostare esempi di impianti produttivi che incorrono in un fermo macchina o impianti per la generazione di energia da fonti rinnovabili non presidiati: poter intervenire da remoto o appoggiandosi a personale qualificato vicino permette di ridurre il fermo macchina o di riavviare un impianto che magari si trova in un luogo isolato o difficile da raggiungere quale un rifugio in alta montagna o un impianto su un’isola.

Conclusioni

Come noto, l’energia elettrica è difficile da accumulare e richiede costi e infrastrutture per il suo trasporto. In via ipotetica, sarebbe ottimale produrla al momento in cui se ne presenta la necessità di utilizzo.

Sappiamo anche che negli ultimi anni le fonti rinnovabili hanno conquistato maggiori spazi nella produzione di corrente elettrica: ma se l’eolico e l’idroelettrico sono comprensibilmente esclusive dei grandi campi eolici o dei grandi bacini, il solare ha permesso anche ai singoli privati (cittadini ma anche aziende) di produrre energia per il proprio fabbisogno e di immettere nella rete elettrica nazionale il surplus che producono. Questo, molto nel piccolo e solo in certi casi, permette di avvicinarsi un poco a quella situazione ottimale sopra indicata, ovvero, ad esempio, il caso in cui un’abitazione sia in grado di auto-sostenersi nelle ore diurne grazie a pannelli fotovoltaici.

Ad ogni modo, è un dato di fatto che rispetto al passato, ora ci sono più luoghi in cui si genera energia elettrica e la si immette nella rete nazionale. In un’ottica di poter rendere più capillare la produzione di energia (e poi gestirla), ovvero in cui le utenze si comportano da prosumer (produttori e consumatori al tempo stesso) diventa ancor più evidente come mantenere in efficienza tali impianti sia di importanza fondamentale poiché essi potrebbero via via farsi carico di una porzione ancora maggiore della produzione nazionale di energia elettrica.

Inoltre, se si pensa al crescente numero di veicoli elettrici che si stanno diffondendo, il fabbisogno di energia elettrica andrà crescendo sempre di più e diventerà sempre più cruciale saper gestire al meglio la potenzialità degli impianti. Le dinamiche, quindi, stanno cambiando e così come le città si stanno attrezzando per diventare sempre più smart, con gli stessi tempi è necessario adeguarsi per poter soddisfare il loro fabbisogno energetico.

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Davide Romano

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