Modi per ridurre il consumo di energia nell’industria – soluzioni tecniche pratiche

Come ridurre i consumi energetici nell’industria è oggi uno degli argomenti chiave per gli impianti di produzione, la manutenzione e i reparti tecnici. L’aumento dei prezzi dell’energia, le pressioni normative e la necessità di aumentare la competitività fanno sì che la questione di come ridurre il consumo energetico non sia più teorica e stia diventando una questione tecnica puramente operativa.

Dal punto di vista dell’assistenza e dell’ingegneria, il maggior potenziale di risparmio non risiede in un’unica soluzione spettacolare, ma nell’implementazione coerente di una serie di misure tecniche, organizzative e di automazione. Qui di seguito illustriamo le riduzioni energetiche comprovate che funzionano in modo realistico in un ambiente industriale.

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Perché il consumo di energia nell’industria è così elevato?

Nella maggior parte degli impianti industriali, i principali consumatori di energia sono:

• motori elettrici in funzionamento continuo,
• inverter e servoazionamenti con parametri non ottimali,
• sistemi ad aria compressa,
• cucine, stufe e sistemi di riscaldamento,
• sistemi di controllo PLC obsoleti.

Il problema non è la semplice presenza di questi dispositivi, ma la mancanza di controllo sui loro effettivi requisiti energetici, l’invecchiamento dei componenti e le impostazioni di processo inadeguate.

Due modi per ridurre il consumo energetico nell’industria: un punto di partenza

Se si dovessero individuare due modi per ridurre il consumo di energia nell’industria che hanno l’effetto più rapido, questi sarebbero:

• ottimizzazione degli azionamenti elettrici e del controllo del movimento,
• audit tecnico e monitoraggio del consumo energetico effettivo.

Queste due aree sono responsabili delle maggiori perdite di energia e offrono anche il più alto ritorno sugli investimenti.

Ottimizzazione di azionamenti e motori elettrici

I motori elettrici rappresentano fino al 60-70% del consumo energetico di molti impianti industriali. In pratica, si incontrano:

• motori sovradimensionati per l’applicazione,
• nessun controllo della velocità,
• cuscinetti usurati e disallineamento,
• parametri di funzionamento errati dell’inverter.

L’utilizzo di inverter con un algoritmo di controllo correttamente selezionato (U/f, vettoriale, DTC) può ridurre significativamente le perdite di energia, soprattutto nelle applicazioni di pompe e ventilatori. Una riduzione del 20% della velocità può ridurre il consumo energetico fino al 50%.

L’importanza della manutenzione e del ricondizionamento dell’elettronica

L’elettronica di potenza usurata genera perdite di energia sotto forma di calore. Transistor IGBT difettosi, condensatori DC-link secchi o alimentatori di controllo instabili comportano un aumento del consumo energetico senza un apparente aumento delle prestazioni.

La manutenzione regolare di inverter, servoazionamenti e alimentatori switching non solo allunga la vita delle apparecchiature, ma riduce anche il consumo di energia in termini reali, ripristinando i loro parametri operativi nominali.

Monitoraggio e analisi dei consumi energetici

È impossibile rispondere efficacemente alla domanda su come ridurre il consumo di energia se non si sa dove effettivamente si sta perdendo. L’implementazione è fondamentale:

• contatori di energia a livello di linea,
• analisi dei profili di carico nel tempo,
• registrazione della potenza reattiva e delle armoniche.

In questo modo è possibile rilevare apparecchiature al minimo, sovraccarichi momentanei e perdite dovute alla scarsa qualità dell’energia.

Ottimizzazione dell’aria compressa

I sistemi ad aria compressa sono tra i più dispendiosi dal punto di vista energetico e anche i meno efficienti. I problemi tipici sono:

• perdite di installazione,
• compressori che funzionano oltre il punto ottimale,
• nessun controllo automatico della capacità.

L’eliminazione delle perdite e l’utilizzo di inverter nei sistemi di compressione sono alcuni dei modi più efficaci per ridurre il consumo energetico nella pratica industriale.

Logica di automazione e controllo

I moderni sistemi PLC consentono di implementare algoritmi avanzati di risparmio energetico, come ad esempio:

• spegnimento automatico delle sezioni di linea non utilizzate,
• orari delle macchine,
• gestione dei picchi di potenza.

In molti impianti, i controllori più vecchi non sfruttano queste funzionalità, causando un inutile consumo di energia per tutto il giorno.

Importanza della qualità dell’elettricità

I disturbi di rete, le armoniche e le fluttuazioni di tensione aumentano le perdite di energia e accelerano l’usura delle apparecchiature. I filtri attivi, la compensazione della potenza reattiva e la corretta messa a terra degli impianti sono strumenti spesso trascurati ma molto efficaci per ridurre i consumi energetici.

Come adottare un approccio sistemico alla riduzione del consumo energetico

I modi per ridurre il consumo di energia nell’industria richiedono un approccio tecnico, non solo amministrativo. I risultati migliori si ottengono grazie a una combinazione:

• ottimizzazione degli azionamenti e dell’automazione,
• assistenza regolare dell’elettronica industriale,
• monitoraggio e analisi dei dati energetici,
• progettazione informata del processo.

Dal punto di vista di un ingegnere, ogni chilowattora risparmiato non è solo una bolletta più bassa, ma anche un carico minore sui componenti e una maggiore affidabilità dell’intero sistema. Ecco che due modi per ridurre i consumi energetici nell’industria si trasformano in una strategia tecnica a lungo termine.

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