Riscaldamento industriale: il futuro è Full-Electric e sostenibile

Il mondo dei processi termici industriali sta abbracciando un cambio di paradigma, all’insegna della sostenibilità. La trasformazione più evidente riguarda la transizione da impianti di riscaldamento a Gas verso soluzioni Full-electric, alimentate anche da fonti energetiche rinnovabili, come il fotovoltaico e l’eolico. In linea con questo trend, l’IEA prevede un significativo incremento nel ricorso alle sorgenti rinnovabili, motivato dalla necessità di soddisfare il fabbisogno di energia elettrica del comparto in modo sostenibile. In tal senso, rispetto allo scenario attuale, ancora dominato dai combustibili fossili, si prospetta una significativa inversione di tendenza: si stima infatti che nel 2050 le rinnovabili forniranno oltre i 70% dell’elettricità prodotta a livello globale.

Il primo limite da superare è la discontinuità della produzione di energia “green” dovuta principalmente alle fluttuazioni della potenza erogata dalle fonti rinnovabili, come nel caso dell’eolico o solare. Convertendo l’attuale rete di distribuzione, caratterizzata da una struttura lineare dal produttore al consumatore, a nuove infrastrutture con configurazione a griglia (dove molteplici consumatori e produttori coesistono su un piano orizzontale e non più gerarchico) sarà possibile assicurare una superiore stabilità di erogazione, affidabilità ed efficienza al sistema. In tal senso, è importante che le smart grid siano dotate di tecnologie avanzate per monitorare la potenza immessa nella rete, affinché sia distribuita in modo efficace a tutti gli utenti.

Parallelamente, risulta in crescita anche l’esigenza di accedere, sia a livello di factory che di singolo processo, ai dati relativi ai consumi reali. Questo consentirà di creare previsioni accurate inerenti alla richiesta di energia elettrica, a favore di un perfetto equilibrio tra domanda e offerta.

Il comune denominatore delle realtà manifatturiere è migliorare le prestazioni energetiche degli impianti, ridurre i consumi e prevenire le inefficienze ovvero, in particolare, i fermi produzione.

Per conseguire tali obiettivi, suggerisco di iniziare individuando il tipo di carico resistivo più adatto a soddisfare le specifiche esigenze di ogni singola applicazione. In secondo luogo, di utilizzare Power Controller di ultima generazione per regolare con precisione la temperatura durante i processi produttivi, con ricadute positive in termini di risparmio energetico. In tal senso, i controllori di potenza mono, bi e trifase serie GPC di Gefran sono sinonimo di massima precisione nell’erogazione della potenza desiderata, in un ampio ventaglio di contesti: dai forni a vuoto a quelli per il mantenimento dell’alluminio, passando per la tempra vetro e le autoclavi per vetro multistrato o materiale composito. Equipaggiati con I/O analogici e digitali per la segnalazione di stati d’allarme e la trasmissione delle variabili di processo con i più comuni fieldbus di comunicazione di fabbrica, i GPC assicurano elevate performance all’interno di svariate architetture di controllo, per carichi lineari e non lineari.

Infine, se impiegati in sinergia con gli algoritmi di Smart Load Management implementati nei dispositivi GSLM, i controllori di potenza GPC danno vita a una soluzione innovativa per ottimizzare i consumi migliorando l’efficienza energetica degli impianti.

Il sistema GSLM è progettato per garantire elevate performance degli impianti di trattamento termico, dove più zone di controllo possono operare nello stesso momento. Nel caso specifico, la soluzione è in grado di gestire in modo ottimale eventuali contemporaneità di richiesta di potenza provenienti dalle diverse zone di riscaldamento. Con GSLM si eliminano i rischi connessi a una gestione inefficiente dell’erogazione dell’energia. In particolare, il dispositivo consente di evitare picchi di richiesta di energia elettrica che possono causare un pericoloso sovraccarico della rete, o una penale dovuta al superamento dei limiti contrattuali di fornitura energetica. A tal scopo, lo Smart Load Manager di Gefran agisce come un direttore d’orchestra, distribuendo nel tempo gli istanti d’innesco dei carichi, grazie ad avanzati algoritmi di load sharing. In aggiunta, è possibile impostare una soglia massima di potenza erogata all’impianto (load shedding), affinché questa non superi in nessun caso i limiti di energia disponibile. Infine, questa tecnologia facilita il monitoraggio dei KPI energetici, un plus fondamentale per ottimizzare l’efficienza energetica del sito produttivo secondo gli standard internazionali ISO 50001.

Nel settore manifatturiero, la capacità di prevedere in anticipo eventuali malfunzionamenti e dannosi fermi macchina sarà cruciale per assicurare continuità ed affidabilità della filiera. Negli impianti per il riscaldamento industriale, una possibile problematica in questo senso è data dalla temperatura dei morsetti di potenza dei Power Controller.

Questi componenti, infatti, possono surriscaldarsi in seguito a un serraggio irregolare o ad un allentamento durante l’utilizzo. Situazioni che si presentano frequentemente e che possono innescare scintille o, nei casi più estremi, incendi. Nel caso dei GPC, Gefran ha scelto di equipaggiare i dispositivi con 12 termocoppie, di cui 6 posizionate presso i morsetti della linea e del carico. Questo permette di monitorare costantemente la loro temperatura, individuando eventuali anomalie in tempo utile per intervenire con azioni di manutenzione preventiva ed evitando così dispendiosi fermi produzione.

Per noi il tema della transizione ecologica ha una duplice valenza. Da un lato, attraverso i nostri prodotti, siamo dei partner tecnologici abilitanti alla trasformazione digitale e sostenibile dei processi dei clienti. I sensori e componenti di automazione firmati Gefran implementano, infatti,  tecnologie come Digital Twin, algoritmi di Condition Monitoring e architetture per la trasmissione di dati dal campo verso edge e cloud, fondamentali per razionalizzare i consumi di energia nella factory 4.0.

Dall’altro, come azienda manifatturiera, stiamo dando una forte spinta verso la digitalizzazione dei nostri processi e l’ottimizzazione energetica degli stabilimenti produttivi. Abbiamo avviato un percorso di decarbonizzazione che prevede diverse leve e nel quale abbiamo coinvolto la nostra catena del valore, con l’ambizioso obiettivo di neutralizzare il 25% delle emissioni complessive entro il 2030. Per quanto riguarda l’efficientamento energetico, ad esempio, già oggi il 100% dell’elettricità consumata dagli stabilimenti italiani del Gruppo deriva da fonti rinnovabili certificate, di cui una parte da autoproduzione attraverso impianti fotovoltaici.