Smart Metering: è davvero interessante per l'industria?

07 April 2016 da Levis Gandeu

Lo smart metering è letteralmente l'atto di usare un contatore intelligente. La diffusione dell'80% dei contatori intelligenti in Europa entro il 2020 è l'obiettivo che il Parlamento europeo ha fissato nel 2009 nella sua direttiva sulle norme comuni per il mercato interno dell'elettricità. Lo smart metering rappresenta sia un approccio tecnologico che economico che permette di ridurre i costi (economici) legati al consumo grazie al monitoraggio in tempo reale del consumo di energia. Permette di ottimizzare l'intera catena del processo industriale. E l'uso dell'enorme quantità di dati registrati dai contatori intelligenti permette di adottare strategie che consentono di beneficiare delle politiche di prezzo dinamico delle utility

politiche di prezzo. I contatori intelligenti permetterebbero ai consumatori industriali di realizzare risparmi significativi spostando il loro consumo lontano dalle ore di punta in cui il prezzo dell'energia è più alto. e ridurre il rischio (tecnologico)

E permette di identificare le anomalie in tutto un processo industriale che può essere significativo per l'industria a varie scale che vanno dalla previsione dei costi di consumo (scala temporale del processo industriale.


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Cos'è lo Smart Metering?

Sulla questione dell'uso razionale dell'energia, lo smart metering risulta essere una soluzione reale da considerare. Ma, cos'è in realtà lo smart metering? Lo smart metering è letteralmente l'atto di usare un contatore intelligente. Questo porta a chiedersi che cos'è uno smart meter? Il contatore intelligente è uno strumento utilizzato per la registrazione di diversi dati di misurazione, la loro lettura a distanza a intervalli specificati e le funzioni di controllo remoto associate al contatore elettrico, gaz o acqua. Questo strumento include il cosiddetto "smart", cioè capace di funzioni di cui sopra utilizzando hardware e software adatti ed eseguendo uno scambio affidabile di informazioni, istruzioni e gestione dei dati.

Lo smart metering è più spesso citato nel contesto del consumo di energia elettrica. Concentriamoci sull'elettricità.

Situazione attuale nell'Unione Europea (UE)

La diffusione dell'80% dei contatori intelligenti in Europa entro il 2020 è l'obiettivo che il Parlamento europeo ha fissato nel 2009 nella sua direttiva sulle norme comuni per il mercato interno dell'elettricità. L'applicazione della direttiva è stata condizionata da una valutazione economica a lungo termine di tutti i costi e benefici per il mercato e per il consumatore, considerati singolarmente, o da uno studio che determini quale modello di contatori intelligenti sia il più razionale ed economico e quale calendario possa essere considerato per la distribuzione. E oggi? Secondo il rapporto 2014 della Commissione europea, quasi 45 milioni di contatori intelligenti sono stati installati in tre Stati membri (Finlandia, Italia e Svezia), cioè il 23% delle installazioni previste nell'UE entro il 2020. Nello stesso rapporto l'impegno degli Stati membri corrisponde a un investimento stimato in quasi 45 miliardi di euro per l'installazione entro il 2020 di quasi 200 milioni di contatori elettrici intelligenti (che rappresentano circa il 72% dei consumatori europei) e 45 milioni di contatori di gas (quasi il 40% dei consumatori).

In campo industriale

Guardiamo un po' alle applicazioni industriali. Come possiamo valutare il contributo dello smart metering nell'industria fortemente dipendente dall'energia? Si noti che il mercato industriale (nell'UE-28) rappresenta poco più del 36% del consumo di energia nel 2013 [elettricità, Eurostat 2014]. Quindi, lo smart metering rappresenta sia un approccio tecnologico che economico che permette di

1. ridurre i costi (economici)

  • legati al consumo grazie al monitoraggio in tempo reale del consumo di energia.
  • Inoltre, permette di ottimizzare l'intera catena del processo industriale. Infatti l'uso dell'enorme quantità di dati registrati dai contatori intelligenti permette di adottare strategie che consentono di beneficiare delle politiche di prezzo dinamico delle utenze. La scelta dei contatori intelligenti permetterebbe ai consumatori industriali di realizzare risparmi significativi spostando il loro consumo dalle ore di punta in cui il prezzo dell'energia è più alto.

2. ridurre il rischio(tecnologico)

  • Un altro aspetto interessante che caratterizza lo smart metering è l'analisi della Power Quality (PQ) e la successiva segnalazione in tempo reale degli eventi PQ che consente azioni tempestive (o preventive). La qualità dell'alimentazione è una proprietà elettrica che descrive la potenza elettrica che guida un carico elettrico e la sua capacità di funzionare correttamente grazie a tale potenza elettrica. Sapendo questo, possiamo immaginare quanto male potrebbe essere colpita la produttività dei produttori in caso di eventi PQ nella rete che alimenta i parchi industriali dove si trovano questi produttori. Pertanto, l'evento PQ può rivelarsi molto critico. Quindi, il monitoraggio dei sistemi di misurazione intelligenti permette di adottare soluzioni che possono essere significative per l'industria a varie scale che vanno dalla previsione dei costi di consumo (scala temporale) all'identificazione di anomalie in tutto un processo industriale.

E per quanto riguarda l'efficienza energetica effettiva?

Uso in un sistema di refrigerazione

Uno studio pubblicato sulla rivista Elsevier nel 2014 sulla previsione delle prestazioni di un sistema di refrigerazione utilizzato per valutare la misurazione intelligente dal punto di vista dell'efficienza energetica. L'obiettivo era quello di prevedere il coefficiente di prestazione di un sistema di refrigerazione (raffreddamento) in base alla quantità di fluido refrigerante - in questo caso R404A - che scorre nel circuito utilizzando tecniche di data mining applicate ai dati forniti dal contatore intelligente.

Fondamentalmente, il sistema di refrigerazione è utilizzato per estrarre calore da un mezzo verso l'esterno. È caratterizzato da un fluido refrigerante che scorre nei canali del sistema e assorbe calore per formare vapore a bassa pressione. Poi il fluido viene compresso a una pressione abbastanza alta per trasferire il suo calore all'aria dell'ambiente o all'acqua per essere condensato e formare un liquido. Quindi, il coefficiente di rendimento può essere definito come il rapporto tra il calore rimosso dal sistema di refrigerazione e il calore assorbito dal sistema. È un modo per esprimere l'efficienza energetica. Per eseguire lo studio, le informazioni richieste sono state fornite dal sistema di misurazione intelligente accoppiato al compressore durante il funzionamento a causa delle proprietà elettriche relative al fluido refrigerante e la quantità utilizzata nella compressione del vapore nel sistema di refrigerazione.

Lo studio ha avuto un duplice scopo. In primo luogo, ha permesso di stimare il coefficiente di prestazione associato a una quantità di refrigerante (fluido refrigerante) e quindi la quantità di refrigerante che influisce sulle prestazioni delle apparecchiature, valutate in base alla loro capacità di raffreddamento e al tempo di raffreddamento necessario. In secondo luogo, lo scopo era quello di individuare e correggere eventuali anomalie (perdite di fluido refrigerante) nel sistema di refrigerazione. Anche se i risultati sono molto incoraggianti (positivi), è apparso interessante proseguire gli studi sul parametro di ottimizzazione nella previsione del coefficiente di prestazione.

Per concludere

Considerando i campi di applicazione affrontati sopra, i contatori intelligenti sono utili per controllare meglio il consumo di energia e i costi risultanti. Inoltre, ad un certo livello possono anche svolgere un ruolo chiave nei compiti di manutenzione e ottimizzazione eseguiti nell'industria.

Oltre a questo, la prossima domanda appare sul muro. I contatori intelligenti saranno la"tecnologia ponte" verso quella che viene spesso chiamata"industria4.0","fabbrica digitale" o semplicemente"IoT"?

Cosa ne pensate?