L’energia pulita passa anche per il digital twin

Dalla rivista:
Automazione Oggi

 

Engie Lab Crigen, centro R&D del Gruppo Engie, ha sviluppato un gemello digitale di un impianto industriale basato sulla simulazione multifisica 3D. E come piattaforma IIoT di connettività e raccolta dati ha utilizzato il software ThingWorx di PTC

Engie è un player globale del settore energetico, che conta 171.000 dipendenti e un fatturato nell’ordine dei 60 miliardi di euro. Negli ultimi anni l’azienda ha compiuto in Italia significativi investimenti, soprattutto nell’ambito delle energie rinnovabili. Attualmente dispone di 500 MW di capacità provenienti da 20 parchi eolici e fotovoltaici, che sono destinati ad aumentare entro il 2030 a 2 GW di produzione green, in vista degli obiettivi che l’azienda si è data. Molto attento all’innovazione, il gruppo ha anche partecipato con successo alla gara Fast Reserve indetta da Terna, divenendo il primo operatore per il centro-sud Italia e il secondo sull’intero territorio nazionale in termini di MW aggiudicati relativamente al progetto pilota volto a fornire nuovi servizi di flessibilità ultrarapida mediante sistemi di accumulo.

Un gemello digitale per fare simulazione multifisica

Partner di oltre un milione di famiglie italiane per la fornitura di energia e relativi servizi, Engie svolge un ruolo attivo anche in ambito di ricerca industriale. A questo proposito, un aspetto centrale nei progetti sviluppati dal gruppo nell’ambito dell’energia pulita è svolto dal centro di ricerca e sviluppo Engie Lab Crigen che, con sede a nord di Parigi, opera come centro di competenza focalizzato sulle nuove fonti di energia e i loro possibili utilizzi. Recentemente, nell’ambito di un progetto di ricerca, il centro ha sviluppato e si è avvalso del supporto di un gemello digitale basato sulla simulazione multifisica 3D. Obiettivo era quello di verificare in che modo un forno industriale avrebbe potuto performare convertendo la sua alimentazione da fonti energetiche tradizionali (basate su combustibili fossili) all’idrogeno, ovvero in che modo sarebbe stato possibile raggiungere lo stesso livello di prestazioni energetiche utilizzando, per l’appunto, l’energia pulita proveniente dalle molecole di idrogeno. Per effettuare con la necessaria attendibilità e precisione tutte le valutazioni del caso la scelta è stata quella di ricorrere alla tecnologia del digital twin, replicando in virtuale l’impianto fisico con tutti i dettagli riguardanti le sue specifiche caratteristiche comportamentali. Il modello, capace di gestire in tempo reale milioni di dati, ha consentito di effettuare uno studio molto accurato del suo comportamento, che è stato valutato dai ricercatori anche mediante tecniche avanzate di Mixed Reality.

Il ruolo centrale svolto da ThingWorx

Il progetto implementato dai ricercatori di Engie ha visto il coinvolgimento sostanziale di tre partner strategici: Ansys, che ha fornito le tecnologie necessarie per effettuare le simulazioni in tempo reale; PTC, che con la sua piattaforma software ThingWorx ha garantito la connettività IIoT, e Synergiz, che ha sviluppato un software di realtà mista da fruire con i visori Microsoft HoloLens 2. Per la raccolta e la gestione delle informazioni provenienti dall’impianto i ricercatori hanno sfruttato le estese capacità di comunicazione IIoT di ThingWorx, essenzialmente per la sua capacità di centralizzare, normalizzare e sfruttare appieno tutti i dati raccolti in tempo reale, indipendentemente dal tipo, dalla fonte di provenienza e dalla loro tipologia. Oltre alle ampie funzioni di connettività, il supporto del cloud ibrido ha consentito di ottenere una notevole flessibilità operativa, il che ha reso ThingWorx uno strumento completo ma, allo stesso tempo, molto agile nella gestione dei dati e, quindi, nel controllo dell’applicazione.

Un’esperienza che guarda al futuro

In vista degli obiettivi NetZero, divenuti il faro guida delle politiche UE per raggiungere la carbon neutrality entro il 2050, è importante bilanciare le esigenze della produzione industriale con la necessità di ridurre le emissioni di carbonio. Ecco perché è necessario che l’industria si attivi per adattare i suoi impianti alle nuove fonti energetiche, cercando in tutti i modi di elevare le prestazioni in termini di efficienza. Quanto implementato dai ricercatori dell’Engie Lab Crigen può quindi costituire un’ottima base sperimentale per studiare, in via generale, i processi di combustione di molti impianti industriali che, potenzialmente, possono essere convertiti a fonti green come l’idrogeno. In quest’ottica, la simulazione digitale multifisica 3D si dimostra una valida alleata, che può apportare un contributo concreto e di valore per lo studio dei comportamenti fisici e dinamici in tempo reale attraverso la modellazione digitale. L’integrazione della realtà mista con la tecnologia del digital twin ha mostrato come vi siano delle potenzialità ancora tutte da esplorare. In questo senso, il progetto portato avanti dai ricercatori di Engie può senz’altro dirsi un apripista, una vera e propria pietra miliare che permetterà di compiere decisivi passi in avanti non solo nella conversione delle fonti energetiche tradizionali, ma anche nel comprendere come l’integrazione tra le attuali tecnologie digitali possa essere sfruttata in modo da amplificarne i benefici. Il progetto è già pronto per i prossimi futuri sviluppi: la raccolta e l’integrazione in tempo reale dei dati attraverso la simulazione 3D performa in modo eccellente e tutti gli obiettivi sono stati centrati. Gli utenti che operano sul campo mediante il visore Microsoft HoloLens possono accedere alle informazioni in tempo reale e in modo interattivo mediante l’interconnessione al gemello digitale.

PTC – www.ptc.com/it

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