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Come funziona la sensoristica IoT per il monitoraggio energetico

Scritto da
Gianluigi Torchiani
Come funziona la sensoristica IoT per il monitoraggio energetico

Da dove hanno origine gli sprechi energetici? Fondamentalmente dalla mancata conoscenza degli stessi, ovvero di come e perché si verificano consumi di energia superiori rispetto a quanto potrebbe essere necessario. Dunque è evidente che, per arrivare a una maggiore efficienza da un punto di vista energetico, occorre conoscere al meglio il fabbisogno dei propri apparati e dispositivi.

Questo basta a spiegare, da un punto di vista teorico, la sempre crescente diffusione dei sistemi di monitoraggio energetico, favorita anche dalla rivoluzione dell’Internet of Things, che ha reso possibile collegare alla rete praticamente tutti i dispositivi che consumano energia.

E, successivamente, di poterne visualizzare le informazioni rilevanti su comode dashboard Web o su app dedicate. Da un punto di vista tecnologico, il funzionamento del monitoraggio energetico è ormai relativamente semplice e standard.

Gran parte dei sistemi di monitoraggio e controllo utilizza infatti il protocollo ModBussemplificando al massimo, ogni apparecchio, dotato di un’apposita sensoristica wireless, grazie al protocollo Modbus diventa in grado di comunicare i propri dati relativi ai consumi energetici che, a intervalli regolari, sono trasmessi a un gateway.

Da qui i dati sono successivamente trasmessi, via cavo, a un server (cloud oppure on premise), dove restano a disposizione per le interrogazioni successive da parte dei database tradizionali o dei sistemi di big data o di intelligenza artificiale, magari integrati alle sempre più diffuse piattaforme di gestione dell’energia.

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Il monitoraggio energetico adottato dal Gruppo Pirelli

Una soluzione di questo tipo, ad esempio, è stata installata dal colosso mondiale dei pneumatici, Pirelli, nella sua sede milanese della Bicocca, con l’obiettivo di analizzare il comportamento delle principali utenze legate agli impianti HVAC (Heating, ventilation and conditioning).

In particolare, il progetto ha visto l’installazione di analizzatori di rete multifunzione per la misura e l’analisi dei parametri elettrici delle utenze, misuratori di energia termica clamp on (con intervento a livello idraulico e meccanico sulle tubazioni a impatto zero), calcolatori elettronici per il rilievo degli impulsi da contatori teleriscaldamento, gas metano, fotovoltaico e sonde di temperatura/umidità ambiente e esterna.

L’architettura del sistema prevede un KIT di comunicazione posizionato a monte di ogni impianto (tipicamente in copertura), costituito da due concentratori radio (uno specifico per le sonde e uno per gli strumenti di campo) e da un gateway GSM/GPRS per la comunicazione bidirezionale dei dati (verso i dispositivi di campo e verso il database di storicizzazione).

In questo modo, tutte le informazioni raccolte relativamente ai consumi del Gruppo Pirelli, con una cadenza regolare di 15 minuti, vengono inviate direttamente al un database e rese fruibili all’utente su una opportuna piattaforma software.

I benefici del monitoraggio energetico

Questo esempio rende chiaro come il monitoraggio energetico-ambientale rivesta sempre più un ruolo centrale nell’ottimizzazione della gestione e dell’utilizzo del sistema edificio-impianto.

In particolare, il monitoraggio dei  consumi energetici è uno strumento utile sia per i gestori che per i diretti fruitori del sistema edificio-impianto. I primi, infatti, hanno la possibilità di individuare gli sprechi e ottimizzare così le spese energetiche.

I secondi, invece, hanno la possibilità di un ambiente confortevole, né troppo caldo né troppo freddo, con la giusta illuminazione. Il monitoraggio energetico, come abbiamo raccontato, è uno strumento versatile e utilizzabile per differenti destinazioni d’uso.

La diffusione di tali sistemi è in continua crescita, anche grazie allo sviluppo e alla bassa intrusività dei sistemi wireless, il cui costo è diminuito nettamente nel corso degli ultimi anni.

Dai parametri energetici altre indicazioni utili

Non solo: fornendo indicazioni ai parametri energetici veri e propri (consumi, intensità energetica ecc.), i sistemi di monitoraggio, in realtà, forniscono informazioni utili a determinare lo stato di salute complessivo di un determinato apparecchio.

Un eccessivo consumo di energia o un notevole grado di surriscaldamento, specie in ambito industriale, può rappresentare il preludio a un guasto o a un problema tecnico, che possono avere anche delle ripercussioni importanti (in negativo) sull’intero processo produttivo o industriale. Dunque, in definitiva, monitorare costantemente il proprio fabbisogno energetico può essere un valore aggiunto importante anche al di là dei soli aspetti energetici, per andare verso una manutenzione di tipo intelligente e predittiva, che riesce cioè a prevedere la probabilità di guasto di un’apparecchiatura.

Più in generale, grazie all’elevato grado di digitalizzazione che contraddistingue un sistema di monitoraggio energetico, l’installazione di una piattaforma di questo tipo consente alle imprese che la adottano di fare un salto in avanti notevole dal punto di vista della trasformazione digitale.

Monitoraggio energetico: una soluzione poco dispendiosa

In linea generale, occorre considerare che l’implementazione di un sistema di gestione dell’energia basato sulle soluzioni di monitoraggio non richiede un retrofit dell’edificio o dello stabilimento produttivo, ma neppure  interventi particolarmente dispendiosi dal punto di vista di tempo o costi. Una volta applicata la sensoristica agli impianti oggetti di monitoraggio ed effettuate le opportune azioni di integrazione sistemistica, una piattaforma di questo tipo può funzionare abbastanza rapidamente.

Non solo: dal momento che il software che sovrintende al funzionamento della piattaforma è di norma collegato al cloud, eventuali modifiche o aggiustamenti possono essere effettuati in automatico o, comunque, da remoto.

Da un punto di vista normativo, occorre poi considerare che un sistema di monitoraggio energetico è ormai fondamentale per poter eseguire a regola d’arte la diagnosi energetica, ormai obbligatoria in Italia per molte imprese.

Inoltre, un sistema di questo tipo è fondamentale per attestare i passi in avanti fatti dal punto di vista dell’efficienza energetica e godere così dell’incentivazione prevista dai Certificati Bianchi.

Scritto da
Gianluigi Torchiani