La visione della All Electric Society in un grande parco

Phoenix Contact si è posta l'obiettivo di supportare gli utenti nazionali ed internazionali nell'implementazione di una All Electric Society (AES).

Entrambi gli alberi solari inseguono il sole su un asse, in modo che i moduli fotovoltaici siano sempre allineati in modo ottimale con esso

Con i propri prodotti e soluzioni, l'azienda intende contribuire a rendere disponibile l'energia elettrica generata in modo rinnovabile in tutto il mondo, come forma primaria di energia, in quantità sufficienti e a prezzi accessibili. L’All Electric Society Park di Blomberg dimostra come è possibile realizzare tutto questo (immagine di apertura).

Affinché il concetto della All Electric Society possa essere realizzato con successo, sono indispensabili l'elettrificazione, l’interconnessione e l'automazione di tutti i settori dell'economia e delle infrastrutture. Solo garantendo la costante disponibilità di tutti i dati rilevanti in forma aggiornata, i flussi di energia possono essere gestiti automaticamente in base alla domanda, in modo che ogni utenza riceva l'energia di cui necessita. L’All Electric Society Park, situato nella sede centrale di Phoenix Contact, illustra come questo scenario possa essere implementato. Su una superficie di oltre 7800 metri quadrati, sono installate diverse applicazioni che rappresentano il percorso dalla generazione di energia rinnovabile alla sua conversione e stoccaggio, fino alla distribuzione e all'utilizzo da parte delle singole utenze. L'elettricità rinnovabile è generata dal sole e dal vento.

I moderni sistemi di batterie e di sintesi dell'idrogeno consentono di immagazzinare l'energia per un utilizzo in momenti successivi. I visitatori del parco possono sperimentare in modo concreto e tangibile l'uso efficiente dell'energia presso le stazioni di ricarica per auto elettriche, gli impianti di produzione e le infrastrutture di trasporto. Le varie tematiche sono presentate in grandi cubi trasparenti - i glass cubes - progettati per essere interattivi ed autoesplicativi. Grazie all’interconnessione intelligente di tutti i settori, è possibile conoscere in ogni momento quanta energia sia disponibile e dove sia attualmente richiesta.

Moduli solari su inseguitori e tetti, in facciata e sui marciapiedi
Nell’All Electric Society Park, circa 550 moduli solari forniscono 155.000 kWh di elettricità verde all'anno. Gli impianti fotovoltaici sono distribuiti su tutto il parco. Grazie all’utilizzo di due inseguitori solari installati al centro di una rotatoria e nell'area e-mobility, i moduli solari inseguono il sole su un solo asse. A questo scopo vengono utilizzate la tecnologia di controllo PLCnext Technology e la libreria software Solarworx con i relativi moduli funzionali.

In caso di velocità del vento troppo elevate, la tecnologia di automazione garantisce ad esempio l’allontanamento degli inseguitori dal vento per evitare che i moduli fotovoltaici possano essere danneggiati. Altri moduli solari sono collocati sul tetto di ciascun cubo, sopra la pensilina dell'area e-mobility, sul tetto e sulla facciata del padiglione per i visitatori. Inoltre, sono stati posati 26 metri quadrati di pavimentazione solare integrati nelle vie pedonali.

Ulteriore contributo alla generazione di energia rinnovabile è dato dall’albero di turbina (windtree) con una capacità installata di 10,8 kilowatt di picco, alto dieci metri e con un diametro di otto metri. Una velocità del vento di 2,5 metri al secondo è già sufficiente per azionare le 36 pale rotanti verticalmente, che fungono da piccole turbine eoliche. Nell’All Electric Society Park è esposta anche una navicella eolica accessibile, apparecchiatura di solito situata ad alta quota e responsabile del funzionamento della turbina eolica.

In questo modo vengono impiegati in applicazioni reali, tra l’altro, tecnologie di controllo, moduli I/O, sensori, relè di protezione, router, sistemi radio, sistemi di protezione da sovratensioni, alimentatori nonché connettori e cavi dell’ampia gamma prodotti di Phoenix Contact. L'approvvigionamento dell’intero All Electric Society Park è quindi alimentato da energia rinnovabile generata dal sole e dal vento.



Le pale sull'albero del vento generano elettricità anche con venti deboli

Il sistema di accumulo come booster della batteria per la ricarica rapida dei veicoli elettrici
L’energia elettrica in eccesso viene immagazzinata grazie a due sistemi di stoccaggio a batteria installati nell’All Electric Society Park. Si tratta di un accumulatore litio-ferro-fosfato con una capacità di 1,2 mWh e di un accumulatore agli ioni di litio che fornisce 281 kWh. Inoltre, il più piccolo dei due sistemi di stoccaggio situato nel parco di ricarica, assume la funzione di batteria booster per la ricarica delle auto elettriche, permettendo il rifornimento anche quando la rete elettrica locale non lo consenta.

Sistema di gestione dell'energia per l’analisi dei flussi energetici
La stazione di trasformazione funge da hub elettrico centrale dell’All Electric Society Park, dove tutta l'energia elettrica generata dagli impianti solari e dal windtree viene immessa e distribuita alle utenze. Queste includono, ad esempio, la stazione di ricarica, i cubi, il padiglione, l'illuminazione esterna e l'irrigazione. Per ottenere una buona panoramica dei flussi di energia nel parco, tutti i flussi in uscita dalla stazione di trasformazione vengono registrati tramite dispositivi di misurazione dell'energia EMpro abilitati IoT di Phoenix Contact e valutati centralmente nel sistema di gestione dell'energia del parco. Su questa base il sistema è in grado di gestire il parco in modo efficiente e senza interruzioni.

La stazione di trasformazione è utilizzata anche per collegare l’All Electric Society Park alla rete aziendale di Phoenix Contact. La comunicazione tra il parco e la stazione è gestita da una smartRTU di Phoenix Contact. La soluzione modulare di telecontrollo è stata sviluppata appositamente per il monitoraggio e il controllo delle reti di distribuzione nonché come gateway per la gestione dell'immissione in rete di impianti di produzione di energia decentralizzati. La smartRTU trasmette messaggi di stato e di errore al centro di controllo nel padiglione, ma può anche ricevere comandi di controllo.



Grazie al sistema di stoccaggio a batteria, il parco AES può essere alimentato completamente da fonti rinnovabili

Sostenibilità dei materiali per l'edilizia e il raffreddamento
Dietro le finestre della stazione di trasformazione si intravedono gli impianti di commutazione di media e bassa tensione con i loro trasformatori di corrente, sezionatori e fusibili. I due grandi trasformatori con capacità di 1600 e 1100 kilovolt ampere sono situati in locali separati. Durante la costruzione della stazione è stata prestata particolare attenzione alla sostenibilità. In questo senso, gli impianti di commutazione di media tensione non utilizzano, ad esempio, l’esafluoruro di zolfo SF6, dannoso per il clima, utilizzando invece l'aria come mezzo isolante. Inoltre, per raffreddare i trasformatori non viene più utilizzato il tradizionale olio minerale, ma un liquido estere biodegradabile.

Al posto del cemento armato, viene utilizzato il calcestruzzo fibrorinforzato, vale a dire che al posto della tipica armatura in acciaio, le pareti sono ora rinforzate da stuoie di fibre di carbonio. Dato che le fibre di carbonio sono più resistenti e non devono essere protette dalla ruggine, lo spessore delle pareti è stato ridotto da 14 a 8 centimetri, risparmiando complessivamente circa un terzo del calcestruzzo. Il verde sulle facciate e sul tetto della stazione di trasformazione non è solo un fattore estetico: le piante rappresentano anche un vantaggio per il microclima, fornendo un habitat e uno spazio di nidificazione per molti piccoli animali. In futuro, tali stazioni di trasformazione saranno situate principalmente nelle città, dove contribuiranno a migliorare la qualità dell'aria e il raffrescamento nelle calde giornate estive.

Creare consapevolezza delle opportunità offerte dalla tecnologia
La gestione dell'energia elettrica si basa sulla tecnologia di controllo aperta PLCnext Technology: come accennato in precedenza, garantisce a tutte le utenze del parco un'alimentazione elettrica affidabile. I flussi di energia registrati attraverso i misuratori di energia vengono analizzati per garantire una distribuzione ottimale dell'energia nel parco. L'integrazione delle utenze del parco nel sistema di gestione dell'energia (inverter, sistemi di stoccaggio, stazioni di ricarica nonché tutti gli altri generatori e utilizzatori di energia) avviene tramite MQTT ad un broker centrale. Da qui, i dati e i valori possono essere resi disponibili a tutte le utenze.

Con l’All Electric Society Park, Phoenix Contact vuole trasmettere le conoscenze sulla visione futura della All Electric Society e trasformare tale visione in una realtà. L’obiettivo è di creare consapevolezza in collaboratori, clienti e pubblico in generale sulle opportunità tecnologiche già esistenti. L’All Electric Society Park illustra in modo semplice e comprensibile cos'è e come funziona la All Electric Society. Attraverso applicazioni reali ed un’analisi didattica, viene illustrato un futuro vivibile e quali i benefici che le persone ne trarranno. Il sito dell’All Electric Society Park sarà aperto al pubblico dal 1° settembre 2023.

www.phoenixcontact.com

  Richiedi maggiori informazioni…