L’elevato costo dell'energia elettrica in Italia e in Europa pone il tema dell’efficienza energetica al centro delle preoccupazioni delle aziende. Da un lato, emerge la necessità di accelerare nella transizione energetica; dall’altro, è necessario avere piena visibilità sull’utilizzo delle risorse al fine di valutare strategie di efficientamento.
La competitività delle aziende, in tale scenario, è legata alla capacità di efficientare i processi di movimentazione, tra le operazioni più energivore per via di inefficienze legate, ad esempio, ad asset obsoleti, una scarsa visibilità sui processi e una pianificazione delle operazioni non ottimale.
Per un End User l’efficienza globale degli impianti (OEE - Overall Equipment Effectiveness) è un elemento strategico: la riduzione dei consumi è quindi anche una leva per massimizzare la produttività, non solo per abbassare i costi.
L'innovazione tecnologica fornisce risposte concrete, permettendo alle aziende di introdurre strategie basate sulla gestione intelligente della potenza per il recupero energetico, sull'impiego dell'AI per il monitoraggio delle performance e sull'adozione di soluzioni meccatroniche ad alta efficienza per ottimizzare il dimensionamento e la logistica.
Queste tecnologie consentono di trasformare l'energia dispersa in energia riutilizzata e i dati operativi in valore, offrendo un percorso misurabile verso la massima efficienza energetica e la sostenibilità operativa.
I costi energetici delle movimentazioni e il rischio competitivo per la manifattura
Il tema del caro energia è particolarmente sentito dalle aziende europee che, in uno scenario di mercato già sfidante, pagano un prezzo notevolmente più alto rispetto ai competitor statunitensi e cinesi.
In Italia questa disparità è ancora più accentuata: le imprese italiane pagano circa il 40% in più rispetto a Germania e Francia, a causa della forte dipendenza dalla generazione termoelettrica a gas. Questo scenario impone un'accelerazione sulla transizione energetica e rende cruciale efficientare il consumo dei componenti più energivori.
I sistemi di movimentazione (motoriduttori, pompe, ventole, logistica automatizzata) sono tra i maggiori consumatori di energia all'interno degli stabilimenti. Le necessità di produzione – da una maggiore flessibilità e personalizzazione a una produzione “just-in-time” – rendono il ricorso all’automazione necessario per rispondere alle richieste di mercato.
Se l’automazione delle movimentazioni consente, indubbiamente, di abilitare maggiore efficienza rispetto ai sistemi tradizionali, vi sono degli aspetti che occorre analizzare per assicurare che i processi siano davvero efficienti.
Tra le criticità vi sono:
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Picchi di potenza incontrollati. L'assorbimento di potenza di picco non gestito, dovuto a cicli dinamici, incide sui costi contrattuali e sul dimensionamento dell'infrastruttura, riducendo l'efficienza complessiva.
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Vulnerabilità operativa e manutenzione reattiva. La mancanza di monitoraggio in tempo reale non permette alle aziende di individuare componenti che non performano in situazioni ottimali o che presentano un eccessivo consumo energetico. Un approccio reattivo alla manutenzione, inoltre, espone l'impianto a fermi improvvisi, generando perdite e spreco di risorse per interventi e sostituzioni superflue.
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Dispersione dell'energia rigenerata. Nelle applicazioni con frequenti frenate (es. sistemi di sollevamento), l'energia prodotta viene dissipata in calore tramite resistenze, sprecando una risorsa e richiedendo raffreddamento aggiuntivo.
Trasformare il consumo in controllo: le strategie di efficientamento attraverso l'innovazione
Si rende quindi necessario adottare un approccio basato sull'innovazione tecnologica che agisca in modo diretto su aspetti quali il recupero energetico, l'affidabilità operativa, l'efficienza intrinseca dei componenti e la logistica efficiente. L’evoluzione dei sistemi meccatronici e delle tecnologie digitali permette alle aziende di implementare alcune strategie di efficientamento.
La prima strategia riguarda il recupero e la gestione intelligente dell’energia. L'implementazione di sistemi di accumulo energetico (come i supercondensatori) integrati nel DC Link degli inverter modulari consente di conservare l'energia prodotta durante le fasi di frenata, rendendola immediatamente disponibile per le successive operazioni di accelerazione.
In questo modo non solo si elimina la necessità di dissipare l'energia in calore tramite resistenze, ma si riducono in modo significativo anche i picchi di assorbimento dalla rete, ottimizzando i costi contrattuali e assicurando la continuità operativa in caso di interruzione della fornitura dalla rete principale.
Un secondo aspetto su cui si può intervenire è il monitoraggio in tempo reale dei componenti dei sistemi di manutenzione al fine di individuare prontamente anomalie e ottimizzare la manutenzione.
L'adozione di piattaforme software avanzate, accessibili da remoto, permette di monitorare lo stato di salute dei motoriduttori, pompe, ventole e altri componenti critici in tempo reale, utilizzando dati vibrazionali e di temperatura.
Il monitoraggio permette di rilevare prontamente anomalie: un componente che opera in condizioni sub ottimali a causa di usura, disallineamento o attriti interni, subirà un calo di rendimento e avrà un consumo energetico maggiore per erogare la stessa potenza meccanica. Intervenire prima del guasto non significa solo evitare il fermo macchina, ma anche ripristinare il componente al suo stato di massima efficienza energetica operativa, evitando sprechi di energia.
Una terza strategia riguarda l’adozione di soluzioni meccatroniche che integrano motore, riduttore ed elettronica in un'unica unità compatta. L’adozione di soluzioni decentralizzate garantisce un'efficienza superiore e intrinseca del sistema. Inoltre, la loro elevata capacità di sovraccarico evita la necessità di sovradimensionamento, riducendo la potenza installata e ottimizzando l'infrastruttura di alimentazione.
L’automazione dei processi di movimentazione all’interno degli stabilimenti ha senza dubbio permesso già di efficientare i processi, promuovendo maggiore sostenibilità non solo dal punto di vista energetico. L’impiego di veicoli a guida autonoma (AGV), ad esempio, permette di ottimizzare le movimentazioni riducendo gli sprechi e svincolando gli operatori da compiti ripetitivi e pericolosi.
Nonostante i benefici, i sistemi tradizionali basati su batterie generano inefficienze a causa del peso della batteria stessa, dei lunghi tempi di ricarica e dell'usura dei contatti. Per ovviare a ciò, l'efficienza può essere favorita dall'introduzione di sistemi di movimentazione induttiva senza contatto.
Sfruttando il trasferimento di energia induttivo, gli AGV possono assorbire energia in modo continuo e senza usura direttamente dal conduttore di linea mentre sono in movimento o durante brevi soste operative. Si elimina così la necessità di interruzioni prolungate per la ricarica, vantaggio che si traduce in una maggiore disponibilità del sistema, un'elevata efficienza energetica complessiva e una manutenzione drasticamente ridotta.
L'integrazione di queste tecnologie consente alle aziende di trasformare il consumo energetico da costo incontrollato a fattore di controllo e ottimizzazione.
Il portafoglio SEW: efficienza misurabile e sostenibilità concreta
L'implementazione di queste e altre strategie di efficientamento trova piena realizzazione nell'adozione di piattaforme e componenti che uniscono meccanica, AI e gestione digitale.
SEW-EURODRIVE mette a disposizione un portafoglio tecnologico che offre risposte precise alle sfide energetiche dei sistemi di movimentazione. Power and Energy Solutions è la risposta di SEW alla necessità di gestire i picchi di potenza e recuperare l'energia di frenata.
Questa tecnologia, utilizzando convertitori MOVIDRIVE® modular abbinati a supercondensatori nel DC Link, garantisce che l'energia generata durante le operazioni di frenata sia conservata e riutilizzata nelle successive accelerazioni. Un meccanismo che elimina l'uso di resistenze di frenatura, riducendo drasticamente i picchi di assorbimento dalla rete. Il risultato è una significativa riduzione dei costi, un rapido ritorno dell'investimento e l'aumento del fattore di simultaneità operativa fino al 100%.
MOVIGEAR® performance è invece la soluzione ideale per portare l’automazione dove davvero occorre. Questa unità di azionamento decentralizzata combina motore, riduttore e convertitore di frequenza in una singola unità, riducendo i costi operativi e aumentando l'efficienza energetica grazie alla sua soluzione meccatronica integrata.
La sua elevata capacità di sovraccarico (fino al 300%) previene il sovradimensionamento nell'operazione statica, riducendo le dimensioni dell'infrastruttura di alimentazione necessaria.
Il sistema MOVITRANS® eleva l'efficienza della logistica automatizzata, garantendo alimentazione continua e massima disponibilità operativa per i veicoli a guida autonoma (AGV). L'energia viene assorbita continuamente, eliminando la necessità di batterie ingombranti e riducendo i lunghi tempi di ricarica. L'assenza di contatti meccanici garantisce elevata robustezza e disponibilità operativa, contribuendo direttamente all'efficienza energetica complessiva.
A complemento di queste tecnologie, l'azienda propone soluzioni software che sfruttano l’AI per massimizzare l'affidabilità e l'efficienza operativa, come APPredict, soluzione software di manutenzione predittiva accessibile via web. APPredict monitora lo stato di salute di motoriduttori, pompe, ventole e altri componenti (SEW e di terze parti) utilizzando dati vibrazionali, di temperatura e il monitoraggio dell'olio.
Elaborati tramite algoritmi di AI, i dati prevengono il calo di efficienza – che comporterebbe un maggiore consumo energetico – e assicurano che il componente operi sempre al massimo delle sue performance operative, estendendo la vita utile e contribuendo alla sostenibilità.
