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Monitoraggio consumi elettrici, come funziona e come farlo

Per le aziende, oltre che per i singoli cittadini, poter contare su strumenti che restituiscano una fotografia attendibile dei loro consumi energetici è più che mai vitale. Oggi, grazie ai sistemi IoT, ai misuratori e alle piattaforme di energy management non solo è possibile, ma è fortemente raccomandato se si vuole incidere sulla bolletta

La crisi energetica che stiamo attraversando induce chiunque a una consapevolezza più profonda sui propri consumi, a partire da quelli elettrici. Se questa consapevolezza si sta diffondendo tra le persone che devono gestire con attenzione le loro utenze domestiche, nei contesti industriali da tempo è in vigore come modello di controllo che si aggiunge agli altri allo scopo di generare efficienza e risparmio. Il monitoraggio dei consumi elettrici, in sostanza, si fonda su almeno due pilastri con cui le aziende possono conoscere non soltanto quanta energia elettrica stanno utilizzando in un determinato periodo di tempo, ma anche in che modo è possibile ottimizzarne i consumi per ottenere vantaggi in termini di cost saving e sostenibilità. Il primo pilastro è la normativa, in particolare il decreto legislativo 102 del 2014, che in Italia impone a grandi aziende e imprese energivore di eseguire diagnosi energetiche in rapporto ai loro siti produttivi. Il secondo pilastro è rappresentato dalla tecnologia che, grazie a sensori e piattaforme IoT, oggi rende possibile il monitoraggio con relativa immediatezza rispetto al passato.

Che cos’è e cosa significa monitorare i consumi elettrici

Monitorare i consumi elettrici consente di concentrarsi su uno dei principali vettori energetici del fabbisogno aziendale, anche se non l’unico. Oltre a quello elettrico, infatti, ce ne possono essere altri tra cui gas naturale, combustibile e carburante. Sebbene per alcune tipologie di imprese viga un obbligo previsto dal decreto ricordato sopra, il ricorso al monitoraggio è comunque raccomandato per qualsiasi organizzazione, sia perché aiuta a gestire più oculatamente l’energia necessaria a sostenere i cicli produttivi, sia perché innesca dei meccanismi virtuosi di cui beneficiano lavoratori e ambiente. Del resto il legislatore, con decreto legislativo 48 del 2020 in attuazione della direttiva 2018/844/UE, ha introdotto nel nostro ordinamento una serie di provvedimenti diretti al miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici. Il che fa capire lo stretto legame tra energia, efficienza ed emissioni climalteranti. Tutti elementi che possono entrare a far parte di un modello di monitoraggio che, oltre a misurare i consumi elettrici, si ampli fino a comprendere il rilevamento di parametri chiave per la salubrità degli ambienti quali emissioni di CO2, composti organici volatili, tasso di umidità, gas nocivi ecc.

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Come funziona il monitoraggio dei consumi elettrici?

Il principio del monitoraggio dei consumi elettrici, che si tratti di quelli domestici o industriali, è sempre lo stesso. Si basa sulla capacità di collegare i vari apparecchi elettrici (gli elettrodomestici nelle case, gli impianti di produzione e i cosiddetti HVAC nei negozi, negli uffici e negli stabilimenti) tramite sistemi IoT in grado di rilevarne funzionamento e attività. I moderni contatori, gli smart meter, adottano questo principio, ma possono registrare solo i livelli di consumo aggregato, senza riuscire a segmentarli individuando nel dettaglio le percentuali di consumo suddivise per apparecchio. Un monitoraggio effettivo invece necessita di una sensoristica riferita a ciascun dispositivo, che raccolga i dati del singolo apparato e li convogli tramite un gateway verso una piattaforma univoca. Quest’ultima, generalmente sotto forma di dashboard web o di app su mobile, permette di visualizzare tutte le informazioni del caso e, potenzialmente, potrebbe fornire indicazioni supplementari utili ad esempio a verificare il corretto funzionamento del dispositivo ai fini della sua messa a punto periodica o della sua manutenzione.

Monitoraggio consumi elettrici: ecco come farlo

Qualsiasi monitoraggio dei consumi elettrici presuppone anzitutto che ci sia, a monte, la definizione di un progetto preliminare con tutte le fasi che lo caratterizzano, dal sopralluogo all’implementazione delle tecnologie che coprano tutta l’area oggetto del monitoraggio. L’infrastruttura deve comprendere una rete di sensori dotata di una connessione ethernet o wireless che assicuri la raccolta e l’elaborazione dei dati acquisiti anche in locale, per poi eventualmente trasmetterli a un data center a cui affidare elaborazioni più complesse. Al cuore di questo sistema ci sono spesso i misuratori di consumi o energy meter.

Utilizzo del misuratore di consumi

L’utilizzo del misuratore di consumi può essere dettato anche dalle politiche di incentivazione legate ai Titoli di Efficienza Energetica (TEE) o certificati bianchi che possono essere rilasciati dalle ESCo (Energy Service Company), cioè le imprese che forniscono i servizi tecnici, commerciali e finanziari necessari alla realizzazione di un intervento di efficienza energetica. Il valore di un TEE attualmente si attesta attorno ai 260 euro e può contribuire a far rientrate nell’investimento fatto tra quelli ammessi per il rilascio dei certificati bianchi. Uno di questi si riferisce proprio all’adozione di sistemi di analisi dati sui consumi di singoli impianti, di cui l’energy meter è uno strumento fondamentale. I misuratori di consumi considerati affidabili a tale scopo devono però rispondere ai requisiti MID (Measurement Instruments Directive), la direttiva 2014/32/UE recepita nel nostro ordinamento con il decreto legislativo 84 del 2016 che definisce le regole che devono rispettare gli strumenti di misura. Nella scelta di un misuratore di consumi questa è una delle principali variabili di cui tenere conto.

Tipologie di misuratore di consumi elettrici

Le altre variabili sono di natura tecnica e funzionale. Vanno dalle versioni monofase o trifase ai modelli che si distinguono per il tipo di montaggio, da pannello o da barra din. Nel primo caso l’installazione avviene sul frontale del quadro elettrico, nel secondo il misuratore viene collocato all’interno del quadro. Per quanto riguarda invece l’invio delle informazioni, il protocollo di comunicazione impiegato maggiormente è il Modbus che consente di connettere il PLC al portale destinato a effettuare le analisi sui consumi. Un altro fattore differenziante degli energy meter riguarda il criterio di misurazione delle correnti. In pratica si può collegare il carico direttamente all’ingresso dello strumento o, in alternativa, è possibile adoperare trasformatori amperometrici esterni. L’inserzione diretta solitamente è abbinata ai circuiti monofase che governano tensioni più basse, mentre i trasformatori sono indispensabili per i circuiti trifase con valori superiori ai 100 Ampere.

Come risparmiare sulle bollette: consigli e indicazioni utili

Il monitoraggio dei consumi elettrici deve conseguire, tra gli altri obiettivi, quello di far risparmiare sulle bollette. Un obiettivo che non si può raggiungere improvvisando o affidandosi semplicemente a comportamenti virtuosi. Questi vanno bene per le utenze domestiche nelle quali l’eliminazione degli sprechi e l’adozione di pratiche basate sui consumi nelle fasce orarie con tariffe inferiori possono comportare una riduzione dei costi. Non che tali abitudini debbano essere escluse in siti industriali e uffici, ma devono essere parte integrante di un piano strutturato che si avvalga di apposite competenze unite a quel set di tecnologie di cui si è parlato finora. In aggiunta a quelle già indicate, non si possono non citare le piattaforme di energy management o EMS (energy management system). Secondo quanto riporta il sito di Grand View Research, il mercato di questi sistemi nel 2021 ha raggiunto un valore globale di 35,78 miliardi di dollari e si prevede che aumenterà con un tasso di crescita annuale composto del 13,2% da qui al 2030. In particolare, il segmento dei sistemi per uso industriale o IEMS rappresenta la quota di mercato più rilevante, pari a oltre il 74%. All’interno di questa famiglia, stanno crescendo i BEMS (Building Energy Management System), che si inseriscono nei nuovi trend costruttivi imperniati sull’IoT come fulcro della gestione intelligente degli edifici. Il consiglio finale, perciò, per le aziende che intendono risparmiare monitorando i consumi elettrici è di sfruttare quelle dotazioni digitali che oggi permettono di restituire una fotografia attendibile dei consumi reali da cui trarre suggerimenti per una loro ottimizzazione costante.

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