Il termine energia rinnovabile si riferisce all’energia che viene generata da risorse fornite in modo tutto naturale. Le percentuali del loro utilizzo non sono ancora considerevoli (intorno al 18%, secondo le stime riferite allo scorso anno), ma ci sono ampi margini di crescita. Le soluzioni per energie rinnovabili si moltiplicano nel tempo grazie all’innovazione tecnologica che, oltre a permettere un migliore utilizzo e consumo dell’energia, possono rappresentare anche nuove forme di introiti per alcuni paesi: l’importante è dare vita e seguire una sviluppo sostenibile.

Energie rinnovabili e sviluppo sostenibile

Lo sviluppo sostenibile è quel processo di mutamento positivo della società nel pieno rispetto dell’ambiente e con l’obiettivo di lasciare un ‘mondo migliore’ alle generazioni future. In questo senso le energie rinnovabili sono un emblema, visto che un loro utilizzo comporta una domanda ridotta di carburanti fossili e una emissione inferiore di gas serra. Quindi si tratterebbe di incrementare la diversità di fornitura di energia per il consumo domestico, evitando di importarla e minimizzando l’impatto ambientale. Le energie rinnovabili utilizzano fonti dissipate con basse concentrazioni di energia, l’opposto dei carburanti fossili. Il problema che frena lo sviluppo delle energie rinnovabili è da trovare nell’alto costo iniziale delle tecnologie per produrle, ma se si guarda al lungo periodo, soluzioni di questo tipo sono convenienti anche economicamente.

Nuove forme di energie rinnovabili

Adesso proporremo una panoramica sulle principali soluzioni per le energie rinnovabili, per poi discutere sugli andamenti generali del mercato, mettendo in evidenza le critiche che vengono mosse alle energie rinnovabili e concludendo con uno sguardo sulla tecnologia corrente che guida questi nuovi sistemi. Oggi le soluzioni per le energie rinnovabili si focalizzano su 4 aree: sfruttamento dell’energia solare, del vento, del movimento dell’acqua e materiali vegetali.

Energia solare

Come proponeva Thomas Edison, ‘Io metterei qualche soldo sul sole e sulla sua energia’, l’energia solare è una fonte rinnovabile che va sfruttata nel pieno delle sue capacità per lo svolgimento di tutte le nostre attività. La richiesta di pannelli solari sta aumentando di trimestre in trimestre, come conferma la ricerca di mercato compiuta dalla compagnia di consulenza Solarbuzz, il che tradotto in cifre significa che i profitti totali del settore del secondo trimestre del 2010 erano di circa 17.2 miliardi di dollari, mentre quelli del primo di 12 miliardi di dollari. Un rendimento notevole se lo paragoniamo con i 6.2 miliardi ricavati nel secondo trimestre del 2009.

Energia eolica

‘Un immenso potenziale a nostra disposizione, benché ancora poco l’uso che ne facciamo di esso’. Come per l’energia solare, un’altra voce geniale a sostenere questa soluzione rinnovabile: Henry Thoreau. L’andamento di questa forma di energia, ricavata dall’utilizzo di turbine che trasformano la potenza del vento in elettricità, è raddoppiato nel corso degli ultimi due anni, grazie soprattutto alla massiccia installazione al largo della costa sudorientale dell’Inghilterra, costituita da 100 turbine ed in grado di generare abbastanza elettricità per 200.000 famiglie nel 2010.

Energia idroelettrica

È l’energia ricavata dalla forza dell’acqua, la produzione di corrente elettrica sfruttando la forza gravitazionale dell’acqua che cade o che scorre. È una delle più usate forme di energia rinnovabile. Un complesso idroelettrico, dopo la sua costruzione, non produce rifiuti diretti ed emette un quantitativo ridotto di gas serra.

Biomassa

La biomassa (o materiale vegetale) è una fonte di energia rinnovabile perché deriva dal sole, tramite il processo di fotosintesi. In pratica le piante catturano l’energia del sole che poi rilasciano quando vengono bruciate.

Soluzioni per le energie rinnovabili: trend di mercato

A livello globale, l’industria delle energie rinnovabili è proiettata verso una rapida crescita nell’ultima decade, come stimato dall’Agenzia Internazionale dell’Energia, che prevede un contributo delle energie rinnovabili pari al 20% del fabbisogno. Importante è anche il fatto che l’energia consumata nel luogo stesso di produzione riduce costi ed emissioni grazie al fatto che permette di evitare tutta la fase relativa al trasporto dell’energia stessa.

I problemi relativi alle energie rinnovabili

Nel passato, la produzione di energia rinnovabile è stata generalmente più costosa di quella dei carburanti fossili, soprattutto a causa del collocamento delle fonti in aree remote. Inoltre il suo utilizzo può essere reso difficoltoso e limitato dalle condizioni atmosferiche, poiché, ad esempio, giornata nuvolose riducono l’apporto di energia solare e periodi di siccità rendono disponibili minori quantità di acqua. Il problema però resta sempre quello dei costi delle infrastrutture per la produzione e la diffusione di energie rinnovabili, soprattutto perché ci sono minori vantaggi economici. L’economia mondiale è influenzata in modo massivo dal costo del petrolio, controllato dai paesi che lo producono, quindi per tutti questi governi non c’è alcun vantaggio a passare alle energie rinnovabili. Vi immaginate un mondo senza petrolio, con energia pulita e prodotta illimitatamente? Impossibile, perché converrebbe solo ai cittadini. Anche perché i costi relativi all’acquisizione di energia da fonti rinnovabili stanno diminuendo in modo deciso e si prevede possano raggiungere quelli dei carburanti fossili in poco più di dieci anni. In poche parole con il passare del tempo, il sole ed il vento saranno più economici di una raffineria di petrolio. E allora perché aspettare tanto e non profondere ora le energie per raggiungere subito un tale obiettivo?

Soluzioni per le energie rinnovabili: la tecnologia di Advantech per l'energia eolica

Adesso vedremo come Advantech, azienda di computing, sta utilizzando la tecnologia come soluzione per le energie rinnovabili. Prendiamo l’esempio della Cina, la cui capacità di produrre energia eolica è prevista raggiungere i 30 milioni di Watt entro il 2015. Un incremento così imponente richiede un numero proporzionale di centrali eoliche e di conseguenza e sistemi di monitoraggio delle turbine. Poiché, inoltre, le centrali sorgono in ambienti estremi, i sistemi usati devono avere il supporto di switch Ethernet industriali dotati di resistenza a sbalzi di temperatura, oltre che di capacità di interferenza anti-elettromagnetica e di un lungo MTBF. In questo contesto gli switch della serie Eki di Advantech sono utilizzati su larga scala e montati su ogni turbina. Riguardo la richiesta nel campo industriale di prestazioni in tempo reale, il sistema adotta il concetto di design ad anello e quindi evita l’influenza che avrebbe il guasto di un singolo collegamento nella rete.

Nella figura si notano i prodotti Advantech progettati come soluzioni per le applicazioni eoliche:

Serie APAX-5000: controllo integrato, elaborazione delle informazioni e networking in un singolo sistema di controllo.

EKI-7654CI: Switch Ethernet 4-2GB Combo Port Gigabit

WebView-1270: HMI web-enabled da 12.1” con processore Intel Celeron M.

 

Sistemi di controllo termoelettrico solare

Nei sistemi di controllo termoelettrici solari (riflettori, specchi, ecc.) una combinazione di comunicazioni con e senza fili può risolvere i problemi legati alla trasmissione dei dati e all’applicazione sul campo. Una delle soluzioni per le energie rinnovabili supportata dall’adozione dei Serial Device Server Wireless AP EKI-6311G e Wireless EKI-1351 di Advantech è quella delle due modalità di connessione: Infrastruttura e Ad-hoc. Nel secondo caso , la scheda della rete wireless non richiede una struttura network di grandi dimensioni o un’alta velocità, ma si può costruire un network senza un grande sforzo da parte dell’utente finale.

 

ADAM-4117: Modulo di input analogico ad 8 canali con Modbus
ADAM-5550KW: Micro Pac 8 slot con processore GX2
EKI-7659CI: Switch Ethernet ridondante 8+2GB Combo Port Gigabit
PEC-3240: Controller di movimento embedded Celeron M da 1.0 GHz a 4 assi con 32 canali DI/O