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Energia solare

Energia solare: primo grande passaggio verso la transizione energetica

Oggi il settore energetico affronta una grande sfida: cioè  il contenimento e l’azzeramento dei gas serra è la decarbonizzazione energetica

Si punta verso una maggiore sostenibilità energetica, in grado di combattere l’innalzamento delle temperature globali del cambiamento climatico e di ridurre fino ad azzerare del tutto, le pericolose emissioni di anidride carbonica (CO2), emesse nell’aria.

C’è una data: il 2050 e tutti gli stati, Europa in cima, si stanno impegnando con ingenti capitali nella applicazione e nello studio di fonti energetiche alternative in grado di affiancare le tradizionali, per poi sostituirle del tutto.

Questo vorrà dire passare dall’utilizzo di fonti di energia con combustibili fossili e inquinanti come il petrolio, il gas e il carbone a fonti rinnovabili, come l’energia solare e quella eolica, sfruttabili per il riscaldamento, per la produzione di energia elettrica, per l’industria o per i trasporti.

Parliamo quindi di una vera e propria transizione energetica, dove le cosiddette energie green avranno la quota parte maggiore.


Come infatti riportano i dati diffusi dall’Unione Europea, il comparto delle energie è il principale responsabile della CO2 emessa in atmosfera, con l’80,7% del totale, seguito dall’8,72% dell’agricoltura e dal 7,82% dei processi industriali e dell’uso dei prodotti. 

La transizione energetica passa dal sole 

L’energia solare è la fonte energetica sicuramente più pulita e più facilmente sfruttabile sia a livello industriale e sia a livello residenziale. Se è vero il detto che “l’unione fa la forza” questo si traduce come una singola azione individuale che contribuisce alla lunga sui risultati globali.

Il fotovoltaico residenziale cresce rispetto al fotovoltaico industriale

In questo panorama post pandemico, probabilmente la crisi da Covid-19 ha certamente peggiorato l’operosità delle aziende che nel 2020 hanno subito ingenti rallentamenti, specie quelle di alcuni settori.
Il blocco produttivo, per alcune, si è tradotto anche in pochi introiti economici da investire su sistemi per fonti di energie rinnovabili, rallentando quindi la trasformazione in direzione di sostenibilità ambientale e verso il percorso della transizione energetica.

I privati, soprattutto dal 2020, hanno dimostrato molta più sensibilità rispetto al passato in merito ai problemi dell’ambiente.
Il Covid-19 ci ha cambiati, soprattutto per una maggiore attenzione ai temi della salute e salubrità dell’aria. Per questo nell’ultimo biennio sono anche cresciute le installazioni di fotovoltaico nell’ambito privato e residenziale.  

Energia solare tra efficienza energetica ed innovazione tecnologica 

Oltre a fare bene all’ambiente, sfruttare l’energia solare è anche parecchio economico.
Il cammino verso questa trasformazione energetica parte anche da un concetto: la decarbonizzazione poggia in una parte molto estesa sulla riduzione degli sprechi energetici, cosa che vuole dire riqualificazione energetica

Bonus e incentivi fiscali sono stati, e lo sono tuttora, utili in Italia a trasformare vecchi edifici, meno efficienti di corrispettivi europei, in immobili “rimessi a nuovo”, specie per i punti di contatto esterni che implicano dispersione, ad esempio, di calore.

Parliamo di interventi quali cappotti esterni, nuovi infissi, caldaie moderne, in grado di avere anche meno impatto ambientale, riducendo gli sprechi e ottimizzando risorse energetiche, ma anche economiche. Basti pensare alle riduzioni in bolletta. 

La tecnologia odierna si impegna tra l’altro nella progettazione e realizzazione di prodotti fatti con materiali sempre più ecologici e riciclabili, perfettamente in linea con una green chain.

Un nuovo traguardo per la produzione energetica mondiale

La sfida che il settore energetico si pone è quindi molto impegnativa: da un lato soddisfare i fabbisogni energetici di una popolazione sempre più in crescita e, di contro però, ridurre le emissioni immesse di CO2 e di sostanze tossiche e inquinanti in generale, capaci di creare danni irreversibili all’ambiente e alla lunga quindi anche all’uomo. 

Questo passaggio sarà assolutamente modulato e monitorabile, non certamente repentino o uguale per tutti, così da poter consentire anche di correggere eventuali distorsioni.

In questa ottica verranno incrementate sempre più le produzioni di energie rinnovabili (oltre all’energia solare anche l’energia eolica in massima crescita oggi), ridotte le emissioni tossiche e migliorata l’efficienza energetica.  

L’Italia in tale direzione si impegna a dismettere entro il 2025 circa 7 GW di centrali elettriche a carbone, raggiungendo così un primo importante traguardo nella decarbonizzazione della produzione.

La transizione energetica nel tempo e le nuove necessità tecnologiche degli operatori di rete

Nel tempo assisteremo ad un passaggio graduale, come già anticipato, anche per via di una situazione odierna che vede coinvolti sempre più il vecchio e il nuovo con operatori delle reti elettriche tradizionali che vanno via via adeguandosi a nuove realtà degli impianti solari  

Una esigenza di questa fase transitoria è, ad esempio, capire per gli operatori del settore energia quanti siano gli impianti che forniscono energia solare alla rete energetica e quanta energia ciascuno di essi riesca a produrre.

Questo genere di controllo può essere fatto in presenza, ma chiaramente con rallentamenti e costi dati dall’utilizzo fisico e in sede delle risorse umane.

A questo si aggiunge il fatto che la raccolta delle informazioni può essere lenta o anche fallace: esiste un margine di perdita dei dati, soprattutto in alcune fasce orarie, o anche di interpretazione non puntuale e non perfetta: l’errore umano è plausibile, ma anche minimi scostamenti, se calcolati nel tempo, possono creare modelli errati, o comunque non riuscire a dare le giuste risposte. 

Risposte puntuali e rapide

Se un problema che si presenta è quello di bilanciare esattamente domanda e offerta dell’energia, diventa fondamentale monitorare e controllare i dati anche a distanza, così da avere sempre il polso della situazione.

In questa maniera è possibile gestire le fonti di energia solare in maniera puntuale e continuativa per poter bilanciare la richiesta e la linea produttiva. 

Con i sistemi di controllo , come quelli della serie ioLogik serie E1200 di Moxa  e prodotti I/O, implementati alla centrale elettrica è possibile effettuare dei controlli puntuali sui dati e ricevere le informazioni necessarie e veloci, grazie ad una raccolta dati molto accurata e ad una comunicazione rapida e precisa per più protocolli OT/IT.

L’applicazione di inverter sarà poi in grado di creare un flusso dosato nella erogazione delle energie rispondendo in maniera puntuale. 

La rete di Back up 

Perdere dati importanti secondo un modello tradizionale di comunicazione rischia di inficiare la gestione delle risorse energetico solari. Per questo diventa fondamentale attingere ad un patrimonio di dati, ma con relativi sistemi di backup.  Grazie alla raccolta e all’archiviazione di un patrimonio inestimabile quali sono i dati,  è possibile fare fronte anche a situazioni di assenza della rete stessa.

In questa maniera i dati sono conservati e possono essere trasmessi proprio con la formula del backup, garantendo un flusso continuo e sempre disponibile. 

Negli impianti solari su scala industriale ci sono centinaia di inverter basati su comunicazione seriale.

In questo caso, grazie all’edge computing e alle funzioni di controllo locale, è possibile decentralizzare la comunicazione e abilitare le comunicazioni parallele, permettendo agli inverter di regolare i propri set point e rispondere così in maniera tempestiva e puntuale al bisogno energetico reale, in maniera costante e senza sprechi.

Tutto questo grazie ai controller per la centrale elettrica e grazie al sistema di raccolta e analisi dei dati che permette massima affidabilità, anche quando si tratta di applicare controlli a distanza delle risorse connesse alla rete elettrica.

I Big Data a supporto della transizione energetica

Anche se una nota canzone definiva l’Italia, il “Paese del Sole”, però l’energia solare non è chiaramente programmabile e dipende fortemente dai periodi di luce, condizionando così il funzionamento dei pannelli fotovoltaici.

Per questo diventa prezioso oggi investire anche sulle possibilità di accumulo di questa energia, ma in termini numerici possiamo contare per l’appunto sull’applicazione di sistemi di calcolo predittivi e soprattutto su sistemi intelligenti che, sfruttando l’Intelligenza Artificiale, ottimizzano il funzionamento e la gestione delle centrali per l’energia solare.

Per molte di queste centrali infatti, come abbiamo detto, la gestione e il loro funzionamento implicano l’impiego di risorse umane, disponibili in loco, con rallentamenti sulla linea di produzione. Senza contare poi il versamento di ingenti somme economiche richieste per fare “funzionare tutto il sistema”.

La raccolta dei dati e la loro analisi, grazie all’intelligenza artificiale permettono invece di avere un quantitativo di informazioni in più evitando perdita di dati, ma soprattutto avendo precisione nell’interpretazione delle informazioni.

Inoltre attuali modelli di funzionamento delle centrali elettriche solari sono basati su hardware e non consentono una visione completa e in un’unica piattaforma, come quella realizzata con le soluzioni IIoT di Moxa .

L’applicazione quindi dell’Intelligenza Artificiale aiuta non solo a monitorare molto meglio e in maniera completa i dati, ma quindi a creare modelli predittivi di funzionamento, potendo così intervenire prontamente e in anticipo per ottimizzare il lavoro delle centrali elettriche solari, evitando rallentamenti e dispersione di energie, ottimizzando per altro l’investimento economico.

Per un approfondimento dell’argomento, potete leggere questo interessante articolo.

Noi di Moxa Distry Shop siamo distributori ufficiali in Italia dei prodotti e delle soluzioni MOXA, e forniamo assistenza per creare sistemi all’avanguardia adatti alle industrie e al settore delle energie rinnovabili come quello solare. 
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