La qualità dell'energia è importante nei sistemi elettrici / Power quality matters in electrical systems

La qualità dell'energia è importante nei sistemi elettrici / Power quality matters in electrical systems

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Passando ad un approccio proattivo alla gestione delle risorse elettriche, i titolari di aziende possono garantire che la qualità e l'affidabilità della loro energia siano salvaguardate  / By switching to a proactive approach to electrical asset management, business owners can ensure that the quality and reliability of their power is safeguarded

La qualità dell'energia è il fulcro di sistemi elettrici efficienti ed efficaci, afferma Kas Mohammed, vicepresidente dei servizi di Schneider Electric Regno Unito e Irlanda.

Ed al giorno d'oggi, la maggior parte delle aziende dipende dall'energia elettrica per erogare i propri servizi. Se i macchinari si guastano, i componenti si surriscaldano o le apparecchiature funzionano in modo irregolare, le conseguenze possono essere significative. In Europa, fino a 150 miliardi di euro all'anno vengono persi a causa della scarsa qualità dell'energia elettrica, ed un'interruzione di 0,1 secondi può essere costosa quanto un'interruzione di un'ora. Apparecchiature danneggiate, perdita di produttività e deterioramento dei prodotti  sono solo alcune delle conseguenze che le aziende potrebbero dover affrontare. Ed un'alimentazione elettrica instabile non è solo un costo per i profitti, ma anche un problema di sicurezza. Problemi come armoniche e distorsioni di tensione possono portare a problemi che vanno da scatti intempestivi al surriscaldamento ed, infine, ad incendi. Adottando le giuste misure di mitigazione, le aziende possono risparmiare sui costi, migliorare la sicurezza e garantire che i loro sistemi siano sufficientemente resilienti per soddisfare la domanda futura.

Prevenire le distorsioni di potenza

In molti casi, i disturbi armonici si verificano quando gli andamenti di corrente e tensione, che dovrebbero seguire onde regolari ed uniformi, vengono distorti. Le armoniche vengono generate ovunque siano in uso dispositivi moderni che convertono la corrente alternata (CA) dalla rete in corrente continua (CC). Gran parte della tecnologia coinvolta nella spinta verso l'energia verde si basa su questa tecnica di conversione di potenza. I dispositivi comuni che producono armoniche includono gruppi di continuità (UPS), azionamenti a frequenza variabile, illuminazione a LED e molti altri tipi di apparecchiature elettroniche, presenti in ogni moderno sistema di alimentazione elettrica. L'implementazione di misure come queste può migliorare significativamente l'efficienza e l'affidabilità di una rete elettrica, con conseguente riduzione dei costi operativi a lungo termine. Se gli interventi contribuiscono a prevenire un incidente grave, un'azienda potrebbe vedere un ritorno sull'investimento nel giro di pochi giorni. Queste tecnologie contribuiscono notevolmente ad affrontare i problemi immediati di alimentazione elettrica ed a prevenire interruzioni operative. Tuttavia, le aziende non dovrebbero aspettare che si verifichi un disastro prima di investire in nuove tecnologie: dovrebbero anche considerare strumenti che consentano il monitoraggio e la manutenzione predittivi.

Prendere il sopravvento

L'AIE prevede che la domanda globale di elettricità aumenterà del 3,4% annuo fino al 2026, segnando l'aumento più rapido degli ultimi decenni. Considerando questo, le aziende dovranno garantire che la propria infrastruttura elettrica sia resiliente, adattabile e progettata per supportare un'espansione significativa. Anche se alcune parti  di un sistema non necessitano di mitigazione delle armoniche al momento, le organizzazioni potrebbero richiederla in futuro, senza gravi interruzioni delle operazioni. I leader aziendali che desiderano assumere il controllo delle proprie risorse elettriche possono iniziare collaborando con partner esperti per condurre un audit della qualità dell'energia. Un audit consente alle aziende (ed ai facility manager) di ottenere una visione più ampia delle operazioni. Oltre ad identificare e mitigare i disturbi elettrici esistenti, come cali di tensione e squilibri, un audit consente alle aziende di comprendere l'affidabilità a lungo termine delle risorse. Questa conoscenza è fondamentale per le organizzazioni ed i facility manager per capire dove potrebbe essere necessaria la manutenzione per estendere ed ottimizzare i componenti elettrici fino a fine della vita. 

Previsione degli scenari tramite gemelli digitali

Le tecnologie dei gemelli digitali emergono  come un ulteriore fattore chiave per le aziende che desiderano migliorare la qualità dell'energia. Questi servizi possono modellare con precisione l'impatto che nuove infrastrutture e componenti avranno sulla fornitura di energia. Per le organizzazioni che richiedono una precisione ancora maggiore, strumenti come i sensori connessi all'IoT, installati sulle apparecchiature elettriche, consentono di supportare il monitoraggio in tempo reale  di armoniche e disturbi di potenza.

Una volta installati i sensori giusti, questi dati possono essere analizzati utilizzando analisi digitali basate sull'intelligenza artificiale. Monitorando proattivamente la qualità dell'energia, le aziende possono individuare potenziali problemi ed automatizzare le azioni correttive per affrontarli, prima che si trasformino in guasti critici. È simile al modo in cui i dispositivi indossabili forniscono dati sanitari, consentendo a pazienti e personale medico di gestire le condizioni in modo efficace. La conoscenza è potere: informazioni in tempo reale supportano operazioni stabili ed offrono la tanto necessaria tranquillità a tutti gli interessati. Aziende leader come Nescafé stanno già beneficiando di queste tecnologie. Sfruttando il monitoraggio digitalizzato delle risorse e l'analisi predittiva, l'azienda è stata in grado di ridurre i tempi di inattività non pianificati del 75% e di ridurre al contempo i costi di manutenzione.

Non farlo da solo

I leader aziendali non hanno bisogno di decifrare da soli le complessità dell'approvvigionamento energetico e delle loro risorse elettriche. Possono affidarsi all'esperienza dei partner del settore per decifrare informazioni basate sui dati e capire cosa è necessario per costruire sistemi energetici in modo strategico, ottimizzando le operazioni per una crescita sostenibile. Passando ad un approccio proattivo, anziché reattivo, alla gestione delle risorse elettriche, gli imprenditori possono garantire che la qualità e l'affidabilità della loro energia siano preservate anche nel futuro. 

ENGLISH

Power quality lies at the heart of efficient, effective electrical systems says Kas Mohammed, vice president, Services, Schneider Electric UK and Ireland.

And in today’s day and age, most businesses depend on electrical power to deliver their services. If machinery cuts out, components overheat, or equipment functions erratically, the consequences can be significant. In Europe, up to €150bn a year is lost as a result of poor power quality, and a 0.1 second interruption can be just as costly as a one-hour interruption. Damaged equipment, lost productivity, and product spoilage are just some of the consequences businesses might face. And inconsistent power isn’t just a drain on the bottom line; it’s a safety concern, too. Issues such as harmonics and voltage distortion can lead to problems ranging from nuisance tripping to overheating and ultimately fires. By putting the right mitigating measures in place, businesses can save on costs, improve safety and make sure their systems are resilient enough to meet future demand.

Preventing power distortions

In many cases, harmonic disturbances occur when patterns of current and voltage, which should follow smooth and regular waves, become distorted. Harmonics are generated wherever modern devices which convert alternating current (AC) from the grid into direct current (DC) are in use. Much of the technology involved in the drive towards green energy relies on this power conversion technique. Common devices that produce harmonics include uninterruptible power supplies (UPSs), variable frequency drives, LED lighting, as well as many other kinds of electronic equipment, found in every modern electrical power system. Implementing measures such as these can significantly improve a power network’s efficiency and reliability, leading to reduced long-term operating costs. If the interventions help prevent a major accident, a business could see a return on its investment in a matter of days. These technologies do much to address immediate problems with power supply and prevent operational disruption. However, businesses shouldn’t wait for disaster to strike before investing in new technologies: they should also be considering tools that enable predictive monitoring and maintenance.

Getting ahead of the game

The IEA has forecast that global electricity demand will accelerate by 3.4 per cent annually through 2026, marking the fastest rise in decades. Considering this, businesses will need to ensure that their electrical infrastructure is resilient, adaptable, and designed to support significant expansion. Even if parts of a system don’t need mitigation against harmonics right now, organisations may well require this in future, without major disruption to operations. Business leaders looking to take control of their electrical assets can start by working with expert partners to conduct a power quality audit. An audit enables businesses (and facilities managers) to gain a wider view of operations. As well as identifying and mitigating against existing electrical disturbances, such as voltage sags and imbalances, an audit enables businesses to understand long-term asset reliability. This insight is crucial for organisations and facilities managers to understand where maintenance may be required to extend and optimise electrical components until end-of-life. 

Forecasting scenarios via digital twins

Digital twin technologies emerge as another key consideration for businesses looking to strengthen their power quality. These services can accurately model the impact that new infrastructure and components will have on power supply. For organisations requiring even greater precision, tools such as IoT-connected sensors, which are placed on electrical equipment, make it possible to support the real-time monitoring of harmonics and power disturbances.

Once the right sensors are in place, this data can be analysed using AI-powered, digital analytics. By proactively monitoring power quality, businesses can detect potential issues, and automate the corrective actions to address them, before they escalate into critical failures. It’s similar to the way wearable devices provide health data, enabling patients and medical staff to manage conditions effectively. Knowledge is power: real-time insights support stable operations as well as providing much-needed peace of mind for everyone concerned. Leading corporations such as Nescafé are already benefiting from these technologies. By leveraging digitised asset monitoring and predictive analytics, the company was able to reduce unplanned downtime by 75 per cent and cut down on maintenance costs at the same time.

Don’t go it alone

Business leaders don’t need to decipher the complexities of power supply and their electrical assets alone. They can rely on the expertise of industry partners to decipher data-driven insights and understand what is needed to build power systems strategically , optimising operations for sustainable growth. By switching to a proactive, rather than a reactive approach to electrical asset management, business owners can ensure that the quality and reliability of their power is safeguarded well into the future. 

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/opinion/power-quality-matters-in-electrical-systems