Il quadro elettrico nell’era dell’Internet of Things

Un quadro elettrico smart rende possibile ottimizzare la gestione energetica e operativa degli impianti, realizzando monitoraggio continuo, manutenzione ottimizzata, massimizzazione delle condizioni operative, riduzione dei costi di fermo impianto

logo ANIE_CSIIl ruolo tradizionale del quadro elettrico è quello di distribuire l’energia elettrica garantendo nel contempo la sicurezza delle persone e delle cose.
La continua innovazione tecnologica, pur continuando a garantire queste principali funzioni, lo sta ora trasformando in un componente smart, rendendolo un punto chiave dell’impianto elettrico per la raccolta delle informazioni ed il controllo totale dell’intero sistema di distribuzione elettrica.

Questa evoluzione interessa tutte le tipologie di quadri elettrici, compresi quelli a bordo macchina, sia nel settore industriale, sia in quello degli impianti meccanici, che – grazie alle nuove tecnologie – possono risultare nativamente collegabili, consentendo anche un controllo a monte dell’attività della macchina a cui sono asserviti.

Senza addentrarci eccessivamente negli aspetti tecnici, in quanto ogni produttore propone soluzioni leggermente diverse, il quadro elettrico smart rappresenta completamente l’IoT (Internet of Things) applicato alla Distribuzione Elettrica. Tutti i componenti modulari all’interno del quadro elettrico smart sono ora dei componenti comunicanti che, in base alle proprie caratteristiche, rendono disponibili le informazioni relative al proprio stato di funzionamento.

Ovviamente la quantità di informazioni dipende direttamente dalla complessità delle funzioni che il componente realizza: un semplice interruttore dirà solo se è aperto o chiuso, mentre uno strumento di misura della qualità dell’energia potrà rendere centinaia di dati relativi tensioni, correnti, energia, sfasamento con frequenze di misurazione molto elevate.

Tutti i dati raccolti all’interno del quadro elettrico smart sono concentrati e, tramite un gateway, sono resi disponibili verso la rete tramite un’unica presa Ethernet. Di fatto il quadro diviene un unico oggetto smart che rappresenta tutti i componenti al suo interno.

Ovviamente le caratteristiche di semplicità di realizzazione ed installazione, modularità, scalabilità devono essere presenti per garantire che la realizzazione di quadri di questo tipo sia alla portata di qualunque installatore elettrico in grado di realizzare un quadro di tipo tradizionale.

Il valore dei dati generati dal quadro elettrico

Ma, a questo punto, il tema importante diventa l’utilizzo delle informazioni generate dal quadro elettrico smart (e delle altre componenti dell’impianto elettrico fino alla cabina di MT). Che valore possono portare alle attività del cliente e di tutti coloro che sono chiamati a operare sull’impianto elettrico?

È la risposta a questa domanda che rappresenterà la vera rivoluzione, che avrà la stessa portata di quella che sta interessando tutti i settori nei quali le applicazioni IoT vengono introdotte.

Un quadro elettrico smart (e più in generale un sistema di distribuzione elettrica smart) rende possibile ottimizzare la gestione energetica e operativa degli impianti, realizzando funzioni quali:

  • Monitoraggio continuo dello stato di funzionamento dell’impianto: tempo di utilizzo dei carichi, stati di funzionamento e presenza di allarmi sulla rete, possibilità di controllo e comando dei carichi da remoto
  • Manutenzione ottimizzata grazie al controllo continuo: strutturazione di un piano di manutenzione in base ai parametri di reale funzionamento dell’impianto (predittiva), notifiche di promemoria per le attività, ottimizzazione delle attività grazie alla raccolta di parametri di funzionamento dei componenti (tasso usura contatti, assorbimenti anomali, …), rilevamento di parametri (p.e. temperature) in punti critici per avviare azioni preventive, assistenza al ripristino dell’alimentazione.
  • Riduzione dei costi di intervento/fermo impianto: identificazione delle cause di sgancio (identificazione del tipo di protezione intervenuta e valori delle grandezze elettriche al momento dell’intervento), possibilità di condividere e tracciare in tempo reale tutte le informazioni e le azioni con il team dedicato alla manutenzione
  • Massimizzazione delle condizioni operative: allarmi su malfunzionamento, sovraccarico, superamento soglie di consumo e di altri parametri (elettrici, temperatura, ore di funzionamento), ricezione di notifiche istantanee tramite smartphone, riduzione scatti intempestivi, geolocalizzazione e vista dello stato degli asset, comando e riarmo da remoto per ridurre i tempi di fermo impianto

E con questo ci siamo limitati alle applicazioni più immediatamente attinenti all’impianto elettrico. Estendendo l’area di interesse i dati possono essere utilizzati per l’individuazione degli sprechi energetici e per l’allocazione dei costi relativi all’uso dell’energia. Più in generale, laddove i dati possono essere incrociati con quelli provenienti da altre applicazioni, questi contribuiscono a misurare la performance energetica di un edificio, oppure a contribuire alla realizzazione e alla verifica del piano di sostenibilità di un’impresa, oppure ad una gestione ottimizzata della micro-grid realizzata all’interno di un distretto commerciale.

Il quadro elettrico diviene, in questo contesto, uno dei componenti che contribuiscono alla gestione integrata dell’impianto elettrico, dell’edificio e della città, attività intorno alle quali sta nascendo una nuova economia digitale.

Una grande sfida e una grande opportunità per chi lavora nel settore.

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