Integrazione di sistemi elettro-idraulici negli impianti idroelettrici

Tra i comparti rinnovabili del nostro Paese il settore idroelettrico da solo produce circa il 41% dell’energia elettrica complessiva; le centrali idroelettriche in Italia sono oltre 4.300 e la loro produzione si attesta attorno ai 46 TW annui, che rappresenta il 16,5% dell’elettricità totale generata nel nostro Paese.

È noto che gran parte degli impianti esistenti siano stati realizzati tra gli anni 60-70 e per queste ragioni molti progettisti sono oggi all'opera nella pianificazione e realizzazione di importanti opere e interventi di revamping. 

Secondo il report Althesys – Utilitalia, un piano di ammodernamento e manutenzione dell’attuale parco impianti porterebbe ad un aumento di potenza di 5.772 MW entro il 2030. La digitalizzazione degli impianti esistenti è certamente la via per l'efficientamento delle risorse esistenti e, quindi, dell'aumento della produzione da energie rinnovabili.

L’installazione di sensoristica intelligente permette di ottenere dati preziosi per comprendere lo stato di salute dei macchinari, anche da remoto. L'evoluzione dell'oleodinamica e dell'elettro-idraulica in sistemi e componentistica 4.0, anche in ambito hydropower, rappresentano un primo passo verso il rinnovamento degli impianti.

A tal proposito abbiamo chiesto ad Andrea Pivato, Key Account Manager per il settore Hydropower di HYDAC S.p.A., di approfondire l’argomento e guidarci alla scoperta delle prossime sfide del settore idroelettrico.

Andrea, com'è la situazione tecnologica degli impianti idroelettrici in Italia?

La maggior parte degli impianti idroelettrici di taglia medio-grande risale alla metà del secolo scorso; a causa del caos normativo in merito al rinnovo delle concessioni, l’adeguamento tecnologico e la messa in sicurezza subiscono continui rinvii.

Nonostante questi problemi, è importante sottolineare che con investimenti minimi è possibile integrare aggiornamenti di sistema che permetterebbero un miglioramento della gestione di impianto e ridurre al minimo le soste indesiderate o non pianificate.

Quali sono i vantaggi derivanti dal condition monitoring per un impianto idroelettrico?

Un impianto idroelettrico è un sistema complesso fatto di molti moduli tecnologici tra loro correlati. Un processo di rilevazione dei dati finalizzato al condition monitoring deve essere in grado coinvolgere tutti questi moduli e monitorarne lo stato di salute. Rilevare i dati permette di ottimizzare la pianificazione delle manutenzioni ma nondimeno di efficientare gli impianti e, quindi, massimizzare la produzione di energia.

Si consideri che la riduzione del rischio di eventi critici se da un lato permette di allungare la vita dell'impianto dall'altro ha un notevole impatto anche sui costi accessori, si pensi ai costi di assicurazione contro i fermi macchina. 

Qual è il ruolo che l'oleodinamica può assumere in questo contesto? In che termini?

Sappiamo che la stragrande maggioranza dei guasti e delle perdite di efficienza degli impianti è legata alle condizioni del fluido idraulico e in particolare un suo cattivo stato di salute. Essere in grado di controllare e monitorare queste condizioni, significa prevenire i guasti e allungare la vita dell’impianto, ovvero garantire la continuità della produzione ed il contenimento dei costi.

Molti player internazionali stanno già attuando strategie di integrazione orientate alla manutenzione predittiva intelligente e alla prognostica, ovvero la possibilità di conoscere con ragionevole precisione il momento in cui si verificherà un guasto specifico e prevenirlo, pianificando l’intervento. Inoltre, conoscere in anticipo il tipo di intervento consente di ridurre il MTTR.

Quali tipologie di sistemi, modelli o tecnologie un’azienda idroelettrica può integrare per attuare la manutenzione predittiva?

I sistemi e le tecnologie oleodinamiche ed elettro-idrauliche di Hydac sono stati sviluppati in un'ottica di digitalizzazione degli impianti.

L'adozione di sensoristica intelligente, sistemi di accentramento e analisi dei dati rendono possibile la diagnostica e la manutenzione da remoto di qualsiasi impianto. In ambito oleodinamico un data concentrator, come la piattaforma Nerve sviluppata da TTtech, introduce molteplici vantaggi.

La possibilità di raccolta dati, monitoraggio e analisi circa lo stato del fluido, dei componenti e dell’impianto in genere si traduce in diagnostica, interventi di manutenzione smart e manutenzione da remoto. In altre parole: Life Cicle Cost Management. 

Quali sono i principali vantaggi che derivano dalla pianificazione e ottimizzazione dei piani di manutenzione?

I piani di manutenzione programmati permettono di ottenere notevoli vantaggi in termini di business continuity, incremento della sicurezza d'impianto, gestione delle emergenze con evidenti implicazioni nella gestione dei costi di esercizio (OPEX) e nel Total cost of ownership (TCO). 

Quali sono le sfide del mercato idroelettrico nel prossimo futuro?

Con il graduale spegnimento delle centrali termiche tradizionali ed il progressivo ingresso in rete di sorgenti imprevedibili e intermittenti, l’idroelettrico è la principale fonte di energia rinnovabile attualmente in grado - e alla quale sarà sempre più richiesto - di garantire la stabilità della rete elettrica e l’accumulo energetico. Il cambiamento indotto dalla richiesta del mercato e dalle condizioni climatiche attuali – fenomeni intensi sempre più frequenti - richiederà alle centrali esistenti di compiere un servizio in condizioni tali che progettisti dell’epoca non potevano prevedere.

In considerazione del fatto che il potenziale idroelettrico residuo è ridotto praticamente a zero, gli sforzi futuri di tutto il settore in Italia dovrebbero essere rivolti all’ammodernamento, all’efficientamento e alla messa in sicurezza degli impianti esistenti.

In che modo HYDAC risponde alle esigenze del settore idroelettrico?

HYDAC S.p.A è un partner affidabile per tutti i player del mercato che mette in campo competenze su tutta la filiera: grazie ad una conoscenza specifica delle problematiche di impianto è in grado di offrire un alto e competente supporto ingegneristico, capacità di intervento e operatività on-site oltre che una proposta di sistemi e componenti ad alto contenuto tecnologico.

Grazie ad Andrea Pivato per aver approfondito la questione del trattamento dei fluidi nei sistemi elettro-idraulici.

In conclusione, l’impianto elettroidraulico deve essere concepito non come un sistema tecnologicamente rigido, ma come una piattaforma flessibile che può essere declinata a seconda delle proprie esigenze, al luogo di installazione ed alle possibilità che il sistema stesso può offrire; un impianto, seppur datato, può essere ottimizzato con la sensoristica intelligente senza la necessità di interventi radicali, invasivi e costosi.

L’appuntamento con tutti gli aggiornamenti e le novità del settore idroelettrico è il prossimo 22 settembre al congresso Hydromatters 4.0: gli esperti del settore si ritrovano per dibattere sul futuro dell'idroelettrico, dell'energy storage e delle reti elettriche nella transizione energetica in corso. In quest'occasione verrà presentato lo Steno Compact di HYDAC, una tecnologia efficiente in grado di prevenire la nebbia dell'olio nell'ambiente.

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