a
ttualità
e
lettrotecnica - aprile
2017
- numero
3
17
L
’impiego dell’energia
elettrica è talmente
un’abitudine che si
trascura l’importanza stra-
ordinaria che essa ha e la
sua capacità di cambiare le
condizioni di vita di chi ne
dispone. Eppure è proprio
l’energia uno dei motori del-
lo sviluppo economico.
Questa consapevolezza è
alla base del progetto Ener-
gy4Growing, sviluppato dal dipartimento di
Energia del Politecnico di Milano insieme a
partner come MCM Energy Lab, Elvi ed OI-
KOS Onlus.
Microreti per lo sviluppo
Il progetto, finalizzato allo sviluppo di microre-
ti per l’elettrificazione efficiente di zone rurali
nelle aree svantaggiate del mondo, si è aggiu-
dicato nel 2013 il Polisocial Award, premio isti-
tuito dall’ateneo milanese per promuovere una
nuova progettualità multidisciplinare attenta
allo sviluppo umano e sociale, ampliando op-
portunità formative e occasioni di scambio e
ricerca offerte a studenti, ricercatori, persona-
le docente e tecnico-amministrativo dell’Ate-
neo e al proprio network. Ulteriore obiettivo di
Energy4Growing è contribuire allo sviluppo di
soluzioni per promuovere la diffusione di fonti
rinnovabili nel processo di elettrificazione ru-
rale. Grazie al premio e alla partnership con
operatori come Phoenix Contact, il progetto si
è concretizzato in un’applicazione per una
scuola nell’area di Ngarenanyuki (Tanzania).
Nella scuola, prima dell’installazione del nuo-
vo sistema, erano presenti vari sistemi di ge-
nerazione con fonti di energia di tipo sia rinno-
vabile che convenzionale, in grado di alimen-
tare carichi in isola mediante un interruttore a
leva comandato manualmente.
Il prototipo realizzato ha integrato diverse fon-
ti di energia - una turbina idroelettrica da 4 kW,
un impianto fotovoltaico da 3 kWp, un genera-
tore diesel da 5 kW- e un sistema di accumulo
su un DC-Bus. Le fonti sono accoppiate al
DC-Bus mediante convertitori DC/DC e
AC/DC progettati con una struttura flessibile.
La coordinazione di fonti rinnovabili integrate
a fonti tradizionali mediante un sistema di
controllo centralizzato garantisce miglior
continuità del servizio e riduzione dei consu-
mi di carburante.
Parola d’ordine: flessibilità
L’obiettivo del programma è la definizione di
logiche di controllo idonee all’implementazio-
ne di strategie di ottimizzazione universali,
grazie a cui poter collegare tecnologie di ge-
nerazione diverse. Questo aspetto consentirà
di integrare nel sistema le fonti energetiche
esistenti ed eventualmente altre in futuro.
Proprio la previsione di possibili espansioni fu-
ture ha rappresentato una delle ragioni che
hanno spinto ad adottare i prodotti Phoenix
Contact. Oltre a garantire affidabilità e inter-
scambiabilità, necessarie in questi contesti, i
prodotti Phoenix Contact sono infatti caratte-
rizzati da una modularità e una flessibilità in
grado di far evolvere il controllore secondo le
esigenze di un’area in via di sviluppo.
Per consentire la gestione e il controllo dei
flussi energetici del sistema sono stati adot-
tati diversi dispositivi Phoenix Contact, come
un controller con interfacce PROFINET per il
collegamento ad altri controllori o sistemi e
possibilità di programmazione a norma IEC
61131-3, morsetti di misurazione della poten-
za, IO digitali, master CAN per la comunica-
zione con i convertitori e una scheda di me-
moria Flash per storicizzare i dati misurati dal
Power Module.
La partnership di Phoenix Contact, oltre a con-
dividere gli scopi del progetto e a fornire l’har-
dware di controllo per il prototipo, si è concre-
tizzata anche in una assistenza tecnica conti-
nuativa durante lo sviluppo del prototipo.
I prodotti Phoenix hanno dimostrato di essere
affidabili e facilmente programmabili. Rispetto
a soluzioni embedded o basate su microcon-
trollori, essi hanno infatti permesso di progetta-
re un controllo sviluppato secondo le esigenze
di un progetto che si doveva adattare alle con-
dizioni mutevoli del luogo di installazione. Inol-
tre, il sistema è stato studiato per ridurre al mi-
nimo la complessità di utilizzo e non richiede la
presenza di un tecnico specializzato.
Energia per una nuova vita
L’adozione del sistema ha rivoluzionato la vi-
ta della scuola, da vari punti di vista. L’ab-
bandono delle lampade al cherosene e del
generatore diesel ha permesso di disporre di
più tempo per studiare, poiché la luce può
stare accesa illimitatamente e a costi inferio-
ri. Inoltre, ha migliorato la salute delle perso-
ne all’interno della struttura, prima soggette a
mal di testa causati dalle esalazioni delle
lampade al cherosene. Un altro effetto virtuo-
so è stato il risparmio economico sull’acqui-
sto del combustibile, per cui la scuola dispo-
ne di maggiori risorse da investire nell’acqui-
sto di materiale didattico. Infine, l’introduzio-
ne del sistema ha permesso di destinare
energia a sistemi dedicati alla coltivazione e
l’allevamento di risorse alimentari.
a cura della Redazione
energia
per crescere
Un progetto solidale del Politecnico
di Milano consente lo sviluppo
di microreti in Tanzania,
offrendo opportunità di
formazione e di sviluppo
