Perché è importante monitorare la qualità dell'energia?

Da un’analisi di Bloomberg New Energy Finance dello scorso anno, emerge che fotovoltaico ed eolico onshore sono considerate le fonti più economiche in termini di generazione elettrica per almeno due terzi della popolazione mondiale. Buone notizie a cui si aggiunge anche il buon andamento dell’energy storage, ovvero le soluzioni per lo stoccaggio ancora più tecnologiche ed economicamente interessanti.

Dato che ci sono sempre più produttori di turbine eoliche e impianti fotovoltaici per la produzione di energia in tutto il mondo, c'è un crescente bisogno di monitoraggio continuo oltre che della qualità dell'energia impegnata anche del punto di accoppiamento comune (PCC o Point of Common Coupling): il punto in cui il sistema locale di energia elettrica dell'impianto di generazione si connette al sistema elettrico del servizio pubblico, come potrebbe essere il contatore dei ricavi dell'energia elettrica o la centralina designata per interrompere, separare o scollegare la connessione tra l'impianto di generazione e la rete del gestore.

I parametri elettrici di questi impianti fluttuano continuamente e dipendono da molti fattori come il vento e il sole. L'installazione di dispositivi di registrazione e monitoraggio continui e ad alta risoluzione permette all'utility, e/o agli operatori del dato impianto, di garantire la conformità con i requisiti della rete in termini di produzione di energia, di consumo di energia o entrambi.

Il monitoraggio della qualità dell'energia vede implicazioni tecniche, economiche e legali; la nostra esperienza ci mostra che molti eventi legati alla qualità dell'energia, pur essendo spesso all'interno della gamma degli eventi tollerati, possono ancora essere una fonte di problemi sia per i produttori che per i consumatori di energia.

Le cause di questi problemi essere molteplici:

• Scostamento Ampiezza della TENSIONE: causato dalla variazione di potenza attiva e reattiva assorbita dai carichi, dall’azione dei trasformatori con rapporto variabile sotto carico o dalla connessione di carichi capacitivi o induttivi
• Scostamento di FREQUENZA: causato dalla presenza di carichi non lineari e di trasformatori in saturazione (fenomeno delle armoniche ovvero onde di tensione con frequenza pari a multipli di quella fondamentale (50Hz per Italia)

Una qualità dell’energia insufficiente spesso è la causa di molti problemi nei processi industriali:

• DANNI a macchinari (surriscaldamento motori elettrici = riduce la vita al motore)
• NON CONFORMITÀ nella produzione (le macchine NON lavorano alle condizioni di progetto)
• INTERRUZIONI nella produzione (intervento continuo del sistema di sicurezza – disconnessione linea)
• AUMENTO costi energetici (maggiori consumi e per possibili penali applicate dal gestore di rete)

L’esigenza è quindi quella di tracciare questi eventi tramite una indagine puntuale sulla qualità dell'alimentazione al fine di avere tutti gli elementi che consentano di poter approfondire l’analisi post evento.

La soluzione ideale per analizzare le anomalie di cui sopra è l'uso di un analizzatore Power Quality Analyzer (PQA) di classe A in grado di registrare e conservare continuamente tutti i parametri di rete includendo forme d'onda, alta precisione, alta definizione, e un lungo periodo di raccolta dati. Questo tipo di analisi della qualità dell'energia consente l'indagine e la presentazione di tutti i parametri elettrici in base agli standard industriali applicabili. Il PQA registra tutti i dati rispettando i massimi livelli di sicurezza e affidabilità senza render necessaria la configurazione di trigger o soglie.

Nel caso degli impianti fotovoltaici, ad esempio, il PQA permette di analizzare in alta definizione misurazioni continue sulla qualità della potenza nel punto di accoppiamento comune. Le misurazioni rilevano in molti casi delle anomalie dovute principalmente a cambiamenti di stato del trasformatore con conseguenti cadute/variazioni di tensione. Queste anomalie della tensione, pur essendo ancora all'interno degli standard di tolleranza, nel tempo possono portare a seri problemi nell’impianto.  

Utilizzando un PQM classe A è possibile osservare, analizzare in dettaglio questi eventi ed effettuare scelte al fine di prevenire problemi futuri o interruzioni di servizio.

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