Come gestire al meglio la domanda di energia? Smart Grid e IoT

In pochi potrebbero contestare il fatto che il mercato dell’energia non abbia mai avuto un futuro più incerto e non sia mai stato così complesso. Le pressioni per il cambiamento tecnologico, dovute alle preoccupazioni per il cambiamento climatico, sono aumentate nel corso degli anni.  

Anche l’attuale situazione mondiale non aiuta, perché la pandemia di Covid-19 è stata seguita dalle chiusure e dai problemi di domanda, dalla catena di approvvigionamento e dall’inflazione che ne sono derivati. In seguito sono arrivate le sanzioni sulle forniture russe di carburante, che hanno provocato un’impennata dei prezzi di mercato e un’interruzione della sicurezza dei carburanti.  

Non c’è dubbio che la situazione economica non sia delle migliori, quindi la società deve impegnarsi ancora di più per ottenere una generazione di elettricità più sostenibile e ridurre la quantità di emissioni di anidride carbonica.

La transizione verso le energie rinnovabili è possibile?

Ci sono seri impedimenti che trattengono i Paesi, le persone e le economie da una transizione energetica pulita. Secondo il rapporto dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (AIE) , la domanda di energia è aumentata del 5% nel 2021, con i combustibili fossili, in particolare il carbone, che rappresentano quasi la metà dell’aumento, minacciando di portare le emissioni di CO2 del settore energetico a nuovi massimi nel 2022.

Oggi più che mai è importante concentrarsi sulla transizione verso le energie rinnovabili per sostituire l’energia prodotta dai combustibili fossili, tuttavia, non tutte le fonti pulite sono molto stabili; ad esempio, l’eolico e il solare possono generare energia da sprecare e allo stesso modo, il loro accumulo di energia potrebbe non essere sufficiente a superare l’energia rinnovabile – quando il sole tramonta e il vento si esaurisce.

Per risolvere questo problema sono necessarie nuove tecnologie, l’IoT e una rete elettrica più intelligente. Una rete intelligente può gestire meglio la domanda di energia, consentendo di utilizzare le energie rinnovabili quando sono più abbondanti ed evitando carenze energetiche; a tal fine è necessario stabilire un tempo adeguato per prevenire i blackout, togliendo pressione alla rete durante i picchi di domanda. 

L’IoT contribuisce al passaggio verso la smart energy

La smart grid fa tornare alla mente la smart manufacturing o le fabbriche intelligenti che migliorano i loro impianti con tecnologie avanzate e sistemi industriali più sostenibili. Allo stesso modo, le tecnologie IoT che consentono a fabbriche, case e uffici di connettersi a Internet e di condividere i dati energetici in tempo reale consentono anche una distribuzione energetica smart nelle città.

I singoli edifici e oggetti, le infrastrutture, i trasporti e le utenze possono essere monitorati tramite l’IoT. Potrebbero essere collegati a sensori per garantire l’efficienza energetica attraverso il monitoraggio continuo dei dati Ecco come le diverse energie rinnovabili combinate con l’IoT consentono la transizione verso un futuro pulito.

L’uso dell’IoT nella generazione di energia rinnovabile.

L’uso dell’IoT e dell’intelligenza artificiale ha migliorato l’efficienza degli schemi di distribuzione delle energie rinnovabili. Se abbinate al monitoraggio continuo dei dati in entrata in tempo reale, le tecnologie smart grid hanno il potenziale per sconvolgere la produzione e la distribuzione di energia elettrica, stimando con precisione l’utilizzo di energia e prevedendo la domanda e l’offerta. La tecnologia LoRaWAN, ad esempio, consente la connessione wireless degli oggetti, l’invio di allarmi e di rapporti di monitoraggio.

Energia solare ed eolica

Come già detto, l’elettricità solare ed eolica non è sempre sufficiente; la loro forza dipende dal clima, dalle previsioni, dal luogo di utilizzo, ecc. Tuttavia, entrambi sono ottime fonti di energie alternativa. Le turbine eoliche possono essere installate sia onshore che offshore, mentre i pannelli solari, i trasformatori, gli inverter o altri componenti possono essere monitorati in tempo reale. Con apparecchiature precise, come i controllori programmabili, monitorare e risolvere i guasti della turbina può essere più semplice.

I sistemi di energia rinnovabile, come i pannelli solari e le turbine eoliche, possono essere resi più efficienti e convenienti utilizzando la tecnologia IoT con capacità di apprendimento automatico e analisi basate sull’intelligenza artificiale. I nuovi miglioramenti dell’IoT potrebbero favorire l’efficienza della rete per ridurre le perdite di trasmissione nelle reti T&D attraverso il controllo attivo della tensione. Per un aiuto avanzato a prevenire i problemi e ad aumentare l’efficienza, è opportuno valutare l’integrazione di moduli Ethernet o di comunicazione wireless. Per saperne di più sui dispositivi giusti per le energie alternative, cliccare qui.

Passare all’eolico, all’idrico e al solare in tutto il mondo potrebbe eliminare da 4 a 7 milioni di morti all’ anno a causa dell’inquinamento atmosferico, rallentando prima e invertendo poi gli effetti del riscaldamento globale e, così facendo, stabilizzando il settore energetico mondiale.

Forum economico mondiale

Potenza dell’acqua

L’energia idrica, soprattutto quella proveniente dagli oceani, ha un potenziale enorme e potrebbe alimentare il mondo intero per ben due volte. L’energia di una singola onda può caricare un veicolo elettrico per centinaia di chilometri. Per saperne di più sulla tecnologia dell’energia delle onde,cliccare qui.

L’invio di macchine nell’oceano, tuttavia, minaccia le specie che vivono nelle acque della Terra. L’eliminazione delle perdite (oltre 3 milioni di perdite d’acqua al giorno) e il monitoraggio della qualità dell’acqua sono possibili grazie a contatori e sensori digitali che monitorano la lettura e avvisano eventuali fughe. Inoltre, la tecnologia IoT può migliorare l’accesso all’acqua potabile.

L’energia idroelettrica

Grazie alla sua flessibilità e ai servizi di stoccaggio dell’energia, l’energia idroelettrica è un eccellente complemento delle energie rinnovabili variabili come l’energia eolica e solare. L’energia idroelettrica rinnovabile è una fonte di energia elettrica pulita e di gestione delle risorse idriche diversificata, affidabile ed economicamente vantaggiosa. I moderni impianti idroelettrici contribuiscono alla transizione verso l’energia pulita fornendo un’ energia cruciale, l’immagazzinamento, la flessibilità e la mitigazione del clima.  

Anche se la generazione di energia idroelettrica non è possibile ovunque, c’è sicuramente spazio per espandere il settore, che merita di essere investito. Non solo è la più pulita di tutte le tecnologie di generazione di energia, ma è solo una frazione del denaro speso per sostenere l’energia solare ed eolica. Con ulteriori attività di ricerca e sviluppo e con i vantaggi della moderna tecnologia digitale, è possibile ottenere enormi miglioramenti di efficienza nel settore idroelettrico.  

Le turbine mareomotrici possono essere controllate utilizzando i dati dei sensori collegati alla rete. Le pale delle turbine mareomotrici possono essere modificate automaticamente in base all’intensità e alla direzione della marea. Anche la pressione e il flusso attraverso le varie valvole, pompe e tubature possono essere monitorati e regolati in tempo reale per garantire operazioni sicure ed efficienti. I sistemi intelligenti consentono il controllo in tempo reale e la manutenzione assistita a lungo termine, raccogliendo dati sulle prestazioni e condividendoli con altri sistemi di monitoraggio, manutenzione predittiva e comunicazione M2M tramite protocolli aperti.

Tendenze IoT nel settore delle utility

Poiché il mondo intorno a noi continua a cambiare, i settori più importanti sono quelli su cui abbiamo il controllo. Se si vuole vivere in un mondo migliore, è fondamentale prendersi cura dell’ambiente e controllare la domanda di energia trovando nuove fonti di energia sicure per l’ambiente. Tecnologie come l’IoT possono aiutare in questo senso, consentendo la creazione di microgrid verdi e di gadget intelligenti che aiutano le reti energetiche e i clienti a diventare più efficienti dal punto di vista energetico in generale, riducendo il consumo di energia.

Trasporto smart 

La causa principale dell’inquinamento atmosferico deriva dai combustibili fossili utilizzati per produrre energia per i trasporti, ecco perché molti Paesi stanno passando dai carburanti alle auto elettriche. Secondo il Guardian, nel quadro del vasto accordo ecologico, che rappresenta la risposta dell’UE al problema del clima, la Commissione Europea proporrebbe la fine alle nuove auto alimentate a benzina o diesel entro il 2035. Per saperne di più sui veicoli elettrici e sulla loro transizione all’interno dei Paesi, consultare l’Indice dei veicoli elettrici.

I cambiamenti nel settore dei trasporti avvengono anche grazie a soluzioni intelligenti come i dispositivi abilitati all’IoT, come GPS e RFID, i sistemi di parcheggio intelligenti, l’ottimizzazione dei percorsi e la manutenzione dei veicoli. I sistemi di gestione basati sull’IoT consentono di ottenere un’efficienza ottimale, senza impiegare molto tempo ed energia. 

Modalità di trasporto più rispettose dell’ambiente e soluzioni IoT innovative potrebbero essere un modo semplice e veloce per ridurre le emissioni di CO2 e altri inquinanti atmosferici associati ai trasporti.

Tecnologia di gestione degli edifici

La tecnologia di un edificio spesso consuma molta energia. Il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento dell’aria (HVAC) consumano la maggior parte dell’energia dell’intera infrastruttura dell’edificio. L’utilizzo di sensori o attuatori IoT collegati digitalmente a un gateway centralizzato per il controllo HVAC consente un monitoraggio continuo degli asset, dove le reti wireless eliminano i costi di installazione e manutenzione associati alle soluzioni cablate. Per saperne di più sulle connessioni, cliccare qui.

Un altro fattore riguarda l’illuminazione degli edifici. Partendo dalle lampadine a risparmio energetico e passando per le luci a LED abilitate al Wi-Fi, i sistemi di illuminazione intelligente consentono di risparmiare energia e possono essere controllati in base a orari, movimenti o suoni per accendersi e spegnersi secondo le necessità e ridurre il consumo energetico dell’illuminazione. Scoprite come gli interruttori tecnologicamente avanzati possono essere collegati a sistemi bus o PLC di livello superiore.

L’automazione industriale

Tra le cause dell’inquinamento atmosferico, figurano anche gli impatti industriali e agricoli. Per questo motivo, fabbriche e produttori stanno investendo in macchine e dispositivi più ecologici. Risulta quindi fondamentale investire in processi automatizzati IoT e in attributi di analisi dei dati al fine di prevedere e agire rapidamente nei casi in cui le vecchie apparecchiature stanno distruggendo l’ambiente.  

Le tecnologie intelligenti, come AI, IoT, blockchain, machine learning e digital twin, possono contribuire a ridurre l’inquinamento atmosferico e consentire operazioni più complesse. Le apparecchiature basate sull’IoT, come le interfacce uomo-macchina, consentono agli individui di espandere le proprie capacità creative e produttive, mentre i robot svolgono attività di routine senza la partecipazione umana. D’altra parte, i sensori forniscono un migliore controllo dei contatori, l’acquisizione, l’analisi e la trasmissione dei dati al cloud, rendendoli così dei contatori ” smart”.  

Una rete intelligente può raggiungere degli obiettivi in materia di energia pulita?

I progressi verso un modo di lavorare e vivere più sostenibile variano a seconda dei Paesi e delle città. La gestione della domanda diventerà sempre più cruciale nell’ottica di elettrificare case, aziende e trasporti con energie rinnovabili. Le città hanno ora l’opportunità e le risorse per fornire agli abitanti un’ elevata qualità di vita e dei servizi sostenibili. Secondo l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) , più della metà della popolazione mondiale vive nelle città, dove si concentra il 65% della domanda globale di energia e il 70% delle emissioni di anidride carbonica (CO2) legate all’energia.

Di conseguenza, le città devono agire per soddisfare la crescente domanda di popolazione, mantenendo un ambiente di vita sano, combattendo la povertà e prevenendo cambiamenti climatici catastrofici. Informandosi sul modo in cui le fonti di energia pulita forniscono energia a una città o a un paese, è possibile scoprire le soluzioni di Elektro-Automatik basate sul recupero dell’energia rigenerativa.

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