Power Line Communication per l’efficienza energetica

Per introdurre il lavoro ci permettiamo di modificare leggermente questa citazione attribuita a Lord Kelvin in:

“Se non puoi misurare qualcosa non puoi migliorarla, ma le misure costano”.

Per un’organizzazione che fonda il proprio modello di business sul risparmio energetico, avere una piena conoscenza dei fattori che determinano i consumi di un apparecchio, un impianto o di un intero processo è di primaria importanza. Tuttavia mettere in campo sistemi di misura che rispondano appieno alle esigenze dell’organizzazione e analizzare i dati che essi generano ha un costo non indifferente.

Il mercato offre soluzioni in grado di soddisfare totalmente sia i requisiti introdotti in ambito di Diagnosi Energetica ai sensi del D.Lgs 102/14, e sia quanto è necessario alle ESCo (Energy Saving Company) che fondano il loro modello di business sul risparmio energetico.

Tuttavia, ragionando in un’ottica di lungo periodo, è quanto mai importante coltivare anche internamente alle società di servizi energetici competenze e conoscenze riguardanti, l’ancora indefinito ma tumultuoso universo della “Digital Energy”.

Il progetto di ricerca ivi presentato è un primo passo verso questa direzione. Misura e monitoraggio non sono utili solamente in un’ottica di valutazione dei consumi energetici, ma servono soprattutto per comprendere a fondo come funzionano i processi principali dell’azienda e come mettere in relazione la produzione di beni e servizi con l’uso delle risorse.

Power Line Communication (PLC)

Il contesto del progetto sono le misurazioni di parametri ambientali ed energetici in ambito civile. Gli impianti devono essere dotati di sistemi di misura, monitoraggio ed azionamento controllabili di remoto. Nell’ottica di realizzare una comunicazione locale delle informazioni che sia la meno invasiva possibile oltre alle soluzioni senza fili (wireless) entra in gioco una particolare tecnologia chiamata “a onde convogliate” (PLC: Power Line Communication).

Dispositivi ad onde convogliate (PLC) e modulo di controllo.

Il progetto di ricerca, in collaborazione con un partner tecnico a cui è stato demandato il compito di sviluppare i dispositivi di comunicazione, ha voluto investigare quali sono le loro potenzialità specificatamente nel settore dell’efficienza energetica.

La strada alternativa: Wi-Fi ed elettronica open-source

Componenti elettronica open-source.

La configurazione del sistema di misura basato su onde convogliate, nonostante la serie di sperimentazioni, modifiche e miglioramenti incrementali non ha raggiunto prestazioni in termini di affidabilità tali da permetterne l’utilizzo concreto “sul campo”. La “configurazione finale” nonostante un protocollo di misura stabile e un’alimentazione potenziata necessita di ulteriori modifiche a livello hardware tali da renderla impermeabile ai disturbi elettrici che generano frequenze simili alla frequenza portante utilizzata per le comunicazione PLC (quali quelle generate da alimentatori di tipo “Switching”).

Quindi, parallelamente allo sviluppo dei dispositivi PLC, durante il progetto di ricerca sono stati realizzati dispositivi basati su componenti open-source.

Sensori, misure e informazioni

Oltre ai dispositivi PLC, ricorrendo ai sempre più diffusi prodotti di “elettronica open-source” il team ha realizzato in seno all’azienda una serie di dispositivi “home made” in grado di effettuare misure energetico – ambientali, di trasmettere informazioni “in campo” (tra punti di misura e modulo di controllo) e di archiviarle in database remoti.

Nella figura seguente si vedono le misure di temperatura e di presenza relative ad una stanza di una struttura ricettiva.

Prime campagne di misura eseguite con i prototipi di misura costruiti e programmati presso Sinergia SC.

Sperimentazione in campo

Oltre alle prove avvenute in un laboratorio, il progetto ha testato i dispositivi “in campo” ovvero in situazioni reali e rappresentative delle condizioni in cui una ESCo opera normalmente.

Configurazione dei dispositivi del sistema di misura prima della campagna.	Applicazione in campo: caso della centrale termica di una struttura ricettiva.

Le ricadute di un approccio “digital”

Considerando il contesto di cambiamento industriale e tecnologico che il nostro Paese sta vivendo, le aziende di qualsiasi natura e dimensione saranno sempre più chiamate a gestire dispositivi elettronici, controlli automatici e dati. Il progetto ha dimostrato che generare dati, analizzarli, gestirli e visualizzarli porta a benefici sia diretti (miglior progettazione, miglior monitoraggio) che indiretti (sia per Sinergia che per i clienti che utenti).

Le conoscenze coltivate durante questi 12 mesi hanno gettato le basi per introdurre l’approccio “digital” anche in altri settori interni all’azienda. Le ricadute possono investire le divisioni “finanziarie, gestionali ed amministrative”: tutta l’organizzazione può beneficiare delle innovazioni introdotte dalla digitalizzazione ed il progetto ha rappresentato un importante passo avanti lungo questa direzione.

I vantaggi della “data-driven economy” non si acquisiscono e non si sfruttano appieno acquistando semplicemente un prodotto informatico o frequentando un corso di formazione: si tratta di una rivoluzione soprattutto culturale che investe tutte le unità organizzative di un’azienda. Un approccio digitale pervasivo ed invasivo all’interno dei processi aziendali non è più una strada appannaggio esclusivo delle grandi imprese ma, grazie a costi sempre più ridotti, diventa percorribile anche dalle piccole aziende. La capacità di raccogliere, analizzare e restituire i dati in formato comprensibile è uno degli aspetti centrali di questo approccio ed è stato il germe che ha guidato lo sviluppo di questo progetto di ricerca.

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