Energia idroelettrica: innovazione e digitalizzazione

Pubblicato venerdì, 13 luglio 2018

“L'idroelettrico non solo è la principale fonte rinnovabile di energia elettrica per la quantità di energia che produce, ma anche per la qualità dei servizi offerti per assicurare l’integrità e l’affidabilità del sistema elettrico. Inoltre, permette un uso plurimo delle acque (potabile, irrigazione, usi turistici, ...), ed è fondamentale per la regolazione delle piene idrauliche evitando affezioni alle popolazioni. Un patrimonio ricco che va curato tramite interventi di rinnovamento e digitalizzazione.”

– Isidro Pescador Chamorro, Head Of O&M Hydro Italia – EGP

L’innovazione delle energie rinnovabili      

In Italia l’energia idroelettrica è stata tra gli artefici dello sviluppo economico degli anni Cinquanta e Sessanta, quando le centrali alimentante dalla forza dell’acqua hanno contribuito in maniera determinante alla ricostruzione del Paese.

Oggi la forza dell’acqua contribuisce a generare il 42% del totale dell’energia prodotta dalle fonti rinnovabili in Italia, per una potenza installata totale di 18,5 GW, equivalenti a 46 TWh/anno.

Si tratta di numeri significativi, destinati a salire nei prossimi anni, grazie ai programmi di rinnovamento degli impianti.

Secondo lo studio di Althesys, recentemente presentato a Roma e intitolato 'L'idroelettrico crea valore per l'Italia', la flotta idroelettrica italiana ha un potenziale ancora inespresso pari a circa 1800 MW al 2020 e di 5800 MW al 2030, equivalente a un incremento di produzione di 1 TWh al 2020 e di 3,4 TWh al 2030.

Una potenza che però necessita di essere liberata attraverso un programma integrato di investimenti, che secondo i calcoli di Althesys si aggira intorno ai 5,5 miliardi di euro.

Ad oggi – stando allo studio -  solo il 42% della capacità realizzata prima del 1960 è stata ammodernata, con 6,7 GW di potenza installata ancora ancora da rinnovare e potenziare. 

“"L'idroelettrico, la principale fonte rinnovabile in Italia con quasi metà della produzione è centrale per raggiungere gli obiettivi dell'Unione europea al 2030. Il rialzo dell'asticella al 32% degli obiettivi europei sulle rinnovabili spinge il nostro Paese ad andare oltre la Sen e a mettere in campo un Piano straordinario per le rinnovabili nel prossimo decennio.”

– Alessandro Marangoni - CEO di Althesys

I droni per il monitoraggio e la manutenzione delle centrali idroelettriche 

Accanto al rinnovamento e alla modernizzazione degli impianti idroelettrici per favorirne l’efficienza energetica, Enel Green Power è impegnata in un vasto programma finalizzato all’introduzione di tecnologie innovative per migliorare la sicurezza e le performance tecnico-economiche della flotta.

Un esempio sono i droni e i robot per facilitare le ispezioni in luoghi remoti o confinati ed ottimizzare i conseguenti interventi di manutenzione. Un progetto partito dall’Italia ma che abbraccia gli impianti di EGP in tutto il mondo.

In Cile, ad esempio, utilizziamo robot per compiere ispezioni nelle condotte forzate – difficilmente raggiungibili dagli uomini – o per compiere misurazioni sulla profondità del fondale del bacino, per verificarne l’interramento.

Ma, in questo ambito, l’innovazione per le centrali di Enel Green Power arriva soprattutto dal cielo. Sono infatti in corso una serie di test per utilizzare droni per controllare – sia dall’esterno che dall’interno – lo stato di salute di una centrale o di una diga, così da aumentare la sicurezza generale degli impianti e ottimizzare i processi di manutenzione.

In Italia, inoltre, è stato avviato con l’ENAC, l’ente nazionale che si occupa delle certificazioni al volo, un progetto per utilizzare i veicoli a pilotaggio remoto (SAPR) nella modalità detta Beyond Visual line of Sight (BVLOS), cioè oltre la linea visiva del controllore, per il monitoraggio di alcune particolari canali del Paese.

Si tratta di un progetto molto promettente e particolarmente utile a tutto il mondo dei droni, visto che sta aiutando l’ENAC a verificare la necessità e l’opportunità di estendere la attuale normativa SAPR, fondamentalmente basata sul Regolamento Mezzi Aerei a Pilotaggio Remoto, per includere la possibilità di effettuare operazioni specializzate anche oltre i limiti della Visual Line of Sight e a modificare il relativo regolamento.

La sfida della digitalizzazione

L’uso di droni e robot è parte di un più ampio impegno di EGP per trasformare i suoi impianti idroelettrici – così come fatto con il solare e l’eolico – in un modello vincente di digitalizzazione.

Su scala globale la digitalizzazione può essere fondamentale per Enel Green Power per tutte le attività di Operation & Maintenance (O&M), nell’ottica di ridurre i costi di intervento e di manutenzione, ottenere una maggior sicurezza e, di conseguenza, un aumento dell’efficienza di produzione.

Per una centrale idroelettrica, digitalizzazione significa l’integrazione di tecnologie diverse, legate ad esempio all’Internet of Things (IoT), alla sensoristica wireless, in grado di fornire una grande mole di dati (Big Data), riducendo i costi di installazione, testando nuovi protocolli per la connettività e consentendo la raccolta dei dati anche in luoghi remoti, non sempre strumentati, finalizzata alla diagnostica intelligente e alla manutenzione predittiva.

Esempi di tecnologie testate o in fase di monitoraggio sono sensori acustici, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), sensori wireless con soluzioni di Energy Harvesting per stazioni meteo, in corrispondenza delle opere di presa, o per monitorare lo stato dei macchinari di impianto.

C’è poi tutto quelle che riguarda la sensoristica meteo wireless a basso costo, in grado di autoalimentarsi e quindi perfetta per zone remote di difficile accesso. L’obiettivo anche in questo caso è quello di aumentare la sicurezza degli impianti e migliorare e ottimizzare, al fine di ridurre i costi, dei processi di O&M. Al momento i sensori meteo wireless sono state installate e testate in Cile, con dodici stazioni, e in Italia, con undici.

I numerosi dati raccolti dalle centrali vengono inviati alla nostra piattaforma cloud - un vero e proprio “Data Lake” - ed analizzati mediante algoritmi sviluppati e customizzati per l’idroelettrico, con l’obiettivo di avere un quadro preciso sullo stato di salute della centrale e permettere interventi di manutenzione sempre più efficaci.

L’impegno per lo sviluppo sostenibile  

Accanto all’innovazione e alla digitalizzazione, EGP è costantemente impegnata per il benessere delle comunità locali in linea con quelli che sono gli obiettivi di sviluppo sostenibile dell’Agenda ONU 2030.

Per raggiungere questi ambiziosi scopi mettiamo al servizio dell’ambiente nuove soluzioni e nuove idee, come quelle che stiamo cercando tramite la nostra piattaforma Open Innovability per un nuovo progetto di sostenibilità in Colombia, dove vogliamo abbattere l’inquinamento del Rio Bogotà, sul bacino di El Muña, nei pressi dei nostri impianti idroelettrici Paraíso e Guaca.

Il fiume è purtroppo uno dei più contaminati del Sud America ed abbiamo quindi chiamato a raccolta innovatori, start-up e aziende per individuare una soluzione avanzata tecnologicamente e a basso costo per ridurre le emissioni e depurare l’aria nelle zone maggiormente critiche del bacino.

In un mondo che si muove sempre più veloce, EGP è in prima linea per valorizzare le proprie competenze interne e ricercare nuove idee al fine di stimolare il binomio imprescindibile composto dall’innovazione e dalla sostenibilità.