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LoRaWAN: Monitoraggio Centrale Idroelettrica

da | Nov 28, 2018 | Progetti | 0 commenti

L’innovazione nasce anche quando le nostre tecnologie vengono utilizzate in ambienti per i quali non immaginavamo un utilizzo, quando la semplicità di un dato permette di creare esperienze nuove. LoRaWAN, sensori di Livello, misuratori di Portata e analizzatori di rete sono gli ingredienti di questa nuova esperienza, nella quale abbiamo messo a frutto il nostro sistema.

Il ciclo dell’acqua, attraverso l’evaporazione, la creazione di nubi e dalle conseguenti precipitazioni apre uno scenario interessante per la produzione di energia elettrica rinnovabile. L’acqua è la fonte energetica più antica utilizzata dall’uomo, basti pensare che l’energia contenuta in essa può essere sfruttata attraverso una centrale idroelettrica che trasforma energia idraulica in energia elettrica.

Nel nostro caso, la centrale idroelettrica di Sambucheto in provincia di Macerata, realizzata nel lontano 1902, sfrutta l’acqua del fiume Potenza che viene incanalata attraverso un’opera di presa e convogliata attraverso una turbina che, collegata ad un alternatore, genera energia elettrica.

La deviazione del fiume Potenza si sviluppa per circa 2,5 km ed in quest’area si erige la centrale idroelettrica di Sambucheto, composta da diga mobile, paratoie, sfioratori e scarico. Lungo questo tratto è fondamentale conoscere lo stato dell’acqua in modo da prevedere e controllare la produzione.

Siamo in piena rivoluzione energetica, il sistema elettrico si sta spostando da dinamiche centralizzate costituite da grandi centrali che producono energia per la periferia della rete, a impianti distribuiti sul territorio in grado di rispondere alle esigenze energetiche del luogo. Stiamo andando verso le Smart Grid, reti intelligenti dove i nodi che scambiano energia si conoscono e conoscono le esigenze della rete, potendo così rispondere in modo autonomo alle richieste adiacenti.

In questo scenario di flessibilità e di demand-response, una centrale idroelettrica ha dei vantaggi unici rispetto a tutti gli altri sistemi energetici realizzati con fonti rinnovabili. La centrale idroelettrica è infatti un enorme sistema di produzione e accumulo che può essere modulato nel giro di pochi minuti attraverso l’apertura e la chiusura di sistemi idraulici.

Dalla visione del Gruppo Astea, multi-utility di diversi comuni in provincia di Ancona e Macerata, nasce il progetto di “Digitalizzazione della centrale Idroelettrica”, un progetto che come primo step ha visto l’installazione di 8 sensori di livello, un PLC per la misurazione della portata e un analizzatore di rete.

Attraverso una rete LoRaWAN e la piattaforma ApioOS abbiamo digitalizzato tutta la centrale idroelettrica, fornendo ad Astea un controllo real-time del processo di produzione.

Grazie alla partnership con Kerlink abbiamo attivato un Gateway LoRaWAN, posizionato a ridosso della vasca di carico ed in grado di coprire tutta la superficie interessata e grazie alla copertura wireless abbiamo connesso gli 8 sensori sfruttando i 6 dispositivi NoSIM6 alimentati con pannello fotovoltaico e batteria.

Sempre grazie al noSIM6 sono stati connessi alla piattaforma ApioOS anche i due dispositivi PLC Rittmeyer e analizzatore di rete IME.

Il NoSIM6 è infatti un dispositivo di ultima generazione in grado di gestire diversi I/O come ad esempio interfacce RS485, sensori analogici e digitali prevedendo inoltre uscite Relè per il controllo di carichi.

Infine, all’interno di ApioOS sono state create le applicazioni per una gestione completa dei dati provenienti dal campo:

– Monitoraggio Impianto: permette di conoscere lo stato complessivo dell’impianto andando a confrontare Energia, Portata e livelli del fiume;

– Maps: visualizza la geolocalizzazione dei sensori lungo il fiume;

– Energy: mostra i parametri rilevati dall’Anlizzatore di Rete IME;

– Rittmeyer Flow: visualizza tutti i dati prelevati dal misuratore di portata

Questo è solo l’inizio di un progetto che ha come obiettivo la completa digitalizzazione della centrale idroelettrica. L’idea è sfruttare i vantaggi di modulazione al fine di permettere ad Astea di gestire la produzione in ottica di Demand-Response e flessibilità.

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