Che cos’è il miglioramento dell’efficienza energetica nell’industria

Il miglioramento dell’efficienza energetica è uno dei temi chiave dell’industria odierna. L’aumento dei prezzi dell’energia, gli standard ambientali sempre più severi e la pressione per l’ottimizzazione dei costi spingono gli impianti di produzione ad analizzare sempre più spesso dove e come sprecano energia. In pratica, non si tratta solo di sostituire le apparecchiature con altre nuove, ma di gestire consapevolmente l’energia a livello di processi, azionamenti, controlli e manutenzione.

Per gli ingegneri, i dipartimenti di automazione e gli uffici tecnici, l’efficienza energetica nell’industria è una questione strettamente tecnica – misurabile, quantificabile e in grado di apportare miglioramenti reali attraverso decisioni appropriate di progettazione, manutenzione e retrofit. Ti spieghiamo cos’è il miglioramento dell’efficienza energetica, quali sono le aree con il maggior potenziale di risparmio e quali sono le misure pratiche che danno i migliori risultati.

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Quali sono i miglioramenti dell’efficienza energetica in pratica

Migliorare l’efficienza energetica significa ridurre la quantità di energia utilizzata per eseguire lo stesso processo, senza compromettere la qualità, l’efficienza o la sicurezza del processo. In ambito industriale, ciò significa ridurre le perdite di energia derivanti da impostazioni non ottimali, soluzioni tecniche obsolete, errori di progettazione o usura dei componenti.

Nella pratica ingegneristica, le aree più comuni di perdita di energia sono:

• motori elettrici sovradimensionati che funzionano lontano dal punto di massima efficienza,
• Nessun controllo della velocità nelle applicazioni a carico variabile,
• impostazioni errate di inverter e soft starter,
• componenti di potenza usurati (IGBT, condensatori DC-link),
• algoritmi di controllo inefficienti nel PLC,
• nessun monitoraggio del consumo energetico a livello di macchina o di linea.

L’efficienza energetica non è quindi un’azione una tantum, ma un processo continuo. In un impianto di produzione ben gestito, comprende sia la fase di progettazione dei macchinari che il loro funzionamento e la loro manutenzione a lungo termine.

Il ruolo degli azionamenti e dell’automazione nel consumo energetico

Una delle aree chiave in cui è possibile migliorare concretamente l’efficienza energetica delle aziende è quella dei sistemi di azionamento. I motori elettrici, insieme agli inverter, rappresentano oltre il 60% del consumo totale di elettricità in molte industrie.

Dal punto di vista del tecnico, occorre prestare particolare attenzione a:

• Selezione della classe di efficienza dei motori (IE2, IE3, IE4),
• la corretta scalatura della potenza del convertitore di frequenza in base al carico effettivo,
• l’utilizzo di inverter al posto del funzionamento a velocità fissa,
• rigenerazione dell’energia dei freni nelle applicazioni dinamiche,
• ridurre al minimo le perdite dei cavi e i filtri EMC.

Nella pratica dell’assistenza, ci si imbatte spesso in situazioni in cui un motore meccanicamente efficiente consuma una quantità eccessiva di energia solo a causa di una configurazione difettosa dell’inverter o di componenti del percorso di alimentazione usurati. La manutenzione e la diagnostica regolare dell’elettronica hanno quindi un impatto diretto sul bilancio energetico dell’impianto.

L’importanza della manutenzione e del ricondizionamento delle attrezzature

Contrariamente a quanto si pensa, per migliorare l’efficienza energetica non è sempre necessario acquistare nuove apparecchiature. Molto spesso, il ricondizionamento professionale di inverter, servoazionamenti o alimentatori industriali comporta un risparmio reale.

In pratica, questo significa, tra le altre cose:

• sostituzione dei condensatori elettrolitici usurati,
• rigenerazione dei moduli di potenza IGBT,
• pulizia e miglioramento delle condizioni di raffreddamento,
• aggiornamento del firmware e dei parametri operativi,
• ripristino dei parametri prestazionali nominali.

Un’apparecchiatura riparata professionalmente spesso funziona in modo più stabile e consuma meno energia di un’apparecchiatura che è stata in funzione per anni senza manutenzione. Dal punto di vista del manutentore, questa è una delle misure più rapide per migliorare l’efficienza energetica senza interferire con il processo.

Efficienza energetica nell’industria: un approccio sistemico

L‘efficienza energetica nell’industria non dovrebbe essere analizzata solo a livello di singola apparecchiatura. Le maggiori riserve di risparmio diventano evidenti solo se si considera l’intero sistema produttivo, dall’alimentazione all’automazione al controllo dei processi.

Gli approcci ingegneristici moderni includono:

• monitoraggio in tempo reale del consumo energetico,
• analisi dei profili di carico delle macchine,
• identificazione dei picchi di potenza e delle perdite al minimo,
• integrazione dei dati energetici con i sistemi SCADA e MES.

Questo non solo riduce i costi energetici, ma migliora anche la stabilità del processo, riduce i guasti e migliora la pianificazione delle macchine.

Consigli tecnici pratici per gli ingegneri

Dal punto di vista dei professionisti, vale la pena tenere a mente alcuni principi che supportano realisticamente i miglioramenti dell’efficienza energetica nelle aziende:

• verificare regolarmente il carico effettivo dei convertitori di frequenza rispetto alla loro potenza nominale,
• analizza le temperature di esercizio dei componenti di potenza: il surriscaldamento è sempre uno spreco di energia,
• controllare la qualità dell’alimentazione e i livelli di armoniche,
• aggiornare i parametri dell’inverter in base alle modifiche della meccanica di processo,
• non rimandare la riparazione dei componenti elettronici: un guasto parziale comporta un maggiore consumo di energia.

Queste misure, anche se spesso invisibili a prima vista, hanno un impatto enorme sul bilancio energetico a lungo termine dell’impianto.

Perché migliorare l’efficienza energetica è un investimento, non un costo

Nelle realtà industriali, il miglioramento dell’efficienza energetica raramente è solo una misura ambientale. Nella maggior parte dei casi, significa ridurre i costi di produzione, diminuire la pressione sulle infrastrutture e allungare la vita dei macchinari.

Per aziende come RGB Electronics, che operano all’interfaccia tra assistenza e automazione industriale, l’efficienza energetica è una pratica tecnica quotidiana. Una corretta diagnosi, riparazione e ottimizzazione delle apparecchiature consente ai clienti di ridurre il consumo energetico in termini reali, senza compromettere le prestazioni o l’affidabilità.

Se guardi l’argomento dal punto di vista di un ingegnere, migliorare l’efficienza energetica è semplicemente un lavoro tecnico fatto bene, basato sulla conoscenza, sull’esperienza e sulla gestione consapevole della tecnologia.

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