Uniti oggi per affrontare le sfide energetiche di domani

Pienergies, azienda francese specializzata nello sviluppo sostenibile e nella produzione di energie rinnovabili, affianca i suoi clienti nella transizione energetica da oltre vent'anni. Le sue attività si concentrano sulla realizzazione di microcentrali idroelettriche e progetti fotovoltaici, sviluppando controlli e comandi e progettando turbine.

La scelta di investire in microcentrali idroelettriche è stata inizialmente motivata da ragioni tecniche e ambientali legate all'ubicazione dell'azienda nella regione francese dell'Alvernia-Rodano-Alpi; le microcentrali idroelettriche seguono il corso naturale dell'acqua e si collocano sulle rive dei fiumi, senza la necessità di creare laghi artificiali dannosi per l'ambiente con la costruzione di dighe.

Anche dal punto di vista logistico, il processo di costruzione di queste microcentrali è meno impegnativo, molto meno costoso e generalmente più attento al paesaggio e al territorio, consentendo un approccio ancora più rispettoso dell'ambiente nei confronti di una forma di produzione di energia già considerata "verde".

Dal 1999, l'ubicazione strategica di Pienergies nella regione dell'Alvernia-Rodano-Alpi ha permesso all'azienda di ampliare la propria competenza nella produzione di energia idroelettrica, supportando le industrie già presenti nei pressi dei corsi d'acqua locali, che hanno rapidamente generato una domanda aggiuntiva di produzione di energia.

L'attenzione dell'azienda si è gradualmente estesa ad altre energie "verdi" in un'ottica più ampia e le sue attività sono ora così articolate: circa la metà è dedicata alla produzione di centrali idroelettriche e pannelli fotovoltaici, il 30% alla gestione di queste energie, il 18% a progetti di automazione e il restante all'installazione di stazioni di ricarica per veicoli elettrici.

I punti di forza dell'azienda sono la sua versatilità e la sua competenza tecnica, che la qualificano come un vero specialista nel campo dell'energia sostenibile. "La nostra visione è incentrata soprattutto sulla competenza tecnica", spiega Kevin Moland, Amministratore Delegato di Pienergies. "Questo è ciò che vogliamo sviluppare, in particolare in Europa. L'assistenza e il monitoraggio dei clienti, compresa la manutenzione, nelle varie fasi dei nostri progetti, è una delle nostre peculiarità."

È a questo livello complessivo che Pienergies e Hexagon collaborano, attraverso lo sviluppo, la produzione e il funzionamento delle turbine Pelton, indispensabili per il corretto funzionamento delle centrali idroelettriche. Le turbine Pelton, come sono anche chiamate, sono turbine a tazza che si azionano con le correnti d'acqua. Sono responsabili di compiere il passo decisivo per trasferire l'energia cinetica dal mondo naturale al sistema industriale, trasformata in elettricità.

La loro progettazione è molto complessa perché deve tenere conto di tutti i parametri relativi al contatto dell'acqua con le pale della turbina, oltre che della posizione della centrale idroelettrica. Un parametro di progettazione determinante consiste nel considerare il fluire laterale dell'acqua sulle parti concave delle tazze, il cui flusso deve avere la velocità residua più bassa possibile. Tutto ciò significa che ogni microimpianto idroelettrico prodotto da Pienergies richiede una turbina Pelton progettata su misura per la situazione specifica.

Si tratta di un esempio perfetto di utilizzo delle soluzioni Hexagon dedicate alla produzione, che vanno dal software di progettazione, ingegnerizzazione e produzione fino al software di verifica e all'hardware. Pienergies intende ottimizzare la produzione delle sue microcentrali idroelettriche progettando una "libreria digitale" e un unico flusso di produzione intelligente basato sulla gamma di soluzioni end-to-end di Hexagon.

Il rigore al servizio delle energie rinnovabili

Il processo di progettazione di Hexagon inizia con l'utilizzo di sistemi di misura portatili in combinazione con software di reverse engineering e di verifica.

L'Absolute Scanner AS1 è utilizzato per una digitalizzazione veloce e un'accuratezza senza pari: fino a 1,2 milioni di punti di misura di alta qualità raccolti ogni secondo. Lo scanner è montato su un braccio di misura portatile Absolute Arm a 7 assi che fornisce un unico sistema di riferimento delle coordinate per i dati di scansione raccolti e possiede la versatilità e la solidità necessarie per operare in condizioni di misura non usuali: anche in un ambiente molto umido, come quello caratteristico delle microcentrali idroelettriche, l'Absolute Arm mantiene la sua precisione e affidabilità grazie alla struttura certificata IP54.

È proprio per questo motivo che Pienergies ha deciso di rivolgersi a Hexagon. Le sue turbine Pelton possono pesare fino a 1.400 chilogrammi, e ciò significa che la misura durante l'installazione, nelle difficili condizioni del suolo di una centrale idroelettrica, è un requisito essenziale dell'applicazione.

Una volta raccolti tutti i dati di misura necessari, il software di Hexagon si occupa di tutto. La fase di reverse engineering intelligente inizia con l'utilizzo dei pacchetti software REcreate e DESIGNER, che consentono di ottenere un modello CAD dettagliato della turbina misurata. Questo modello diventa poi il fulcro della fase di simulazione di progettazione intelligente del processo, che ha l'obiettivo di ottimizzare le prestazioni della turbina Pelton.

Il software di fluidodinamica computazionale Cradle scFlow eseguirà simulazioni basate sul modello CAD in condizioni operative reali per garantire che il prototipo soddisfi le aspettative in termini di efficienza.

Con un nuovo design ottenuto utilizzando i calcoli effettuati da Cradle per aggiornare il modello digitale realizzato da REcreate e DESIGNER, il modello è poi trasferito al software Simufact Additive per produrre un primo prototipo digitale.

Un elemento chiave di Simufact Additive è la sua capacità di prevedere le possibili distorsioni e le sollecitazioni residue nel processo di produzione. Una volta approvato il prototipo, potrà iniziare la produzione della nuova turbina Pelton ottimizzata. La produzione è supportata da ESPRIT, la soluzione CAM che utilizza il gemello digitale della macchina per semplificare il processo di programmazione e garantire un codice ISO pronto all'uso.

Oltre a ESPRIT, NCSIMUL, la soluzione per la simulazione realistica di macchine NC, consentirà di simulare, verificare, ottimizzare e rivedere i programmi di lavorazione generati da ESPRIT, sulla base delle caratteristiche reali della macchina NC.

Nel centro di lavoro è possibile utilizzare gran parte della gamma di hardware e software di Hexagon, in particolare per quanto riguarda le tecniche di verifica, per la programmazione e il controllo preliminare. Ad esempio, il presetting utensile consente di impostare lunghezza e diametro e il software HxGN NC Server permette di accedere a una dashboard di controllo direttamente sul centro di lavorazione senza smontare il pezzo.

Una volta che le turbine Pelton sono state prodotte e sono pronte per l'uso, le parti sono smontate e verificate nuovamente per l'approvazione e la digitalizzazione tramite l'Absolute Scanner AS1 e l'Absolute Arm duo, in combinazione con l'intuitivo software di misura Inspire.

Durante il processo di produzione e di post-produzione, è altrettanto importante assicurarsi che l'intento del progetto sia rispettato. Questo include il monitoraggio della qualità della produzione, che può essere effettuato utilizzando il software Q-DAS eMMA per analizzare la tracciabilità e la conformità dei lotti. L'utilizzo di HxGN Metrology Reporting renderà quindi disponibili i dati di verifica a diversi profili simultaneamente, semplificando il processo di approvazione e rendicontazione finale.

 

Infine, per le centrali idroelettriche con turbine Pelton di cinque metri di diametro - che non possono essere raggiunte facilmente da un braccio di misura portatile - è possibile utilizzare il laser tracker Leica Absolute Tracker AT500 e il suo accessorio di tastatura portatile wireless B-Probe^plus. Il software ESPRIT è utilizzato per attività di riparazione ibrida e riproduzione dei pezzi.

Spingendosi ancora più in là, il laser tracker a scansione diretta Leica Absolute Tracker ATS600 consente anche di scansionare l'ambiente meccanico dell'intero impianto in qualsiasi fase dell'installazione senza dover ricorrere ad alcun tipo di target di misura nel punto di misura.

"Hexagon collabora con noi in tutte le fasi del progetto", spiega Moland. "Dalla progettazione, all'analisi dei fluidi, alla scansione dei nostri pezzi e alla manutenzione. L'esperienza di Hexagon ci consente di fornire i servizi tecnici specifici necessari."

Così come i clienti di Pienergies sanno di poter contare incondizionatamente sul loro partner, il gruppo ha sviluppato una stretta collaborazione con Hexagon per le stesse ragioni. "Quando si tratta di installare nuove microcentrali idroelettriche e di effettuare riparazioni, la produzione è fondamentale", afferma Moland. "È necessario essere reattivi, competenti e pragmatici, soprattutto quando si tratta di riparazioni. Hexagon opera in modo simile a Pienergies nel modo in cui realizza i progetti, ed entrambe le aziende condividono lo stesso DNA".

Una stretta collaborazione in ogni fase

"Collaboriamo da molto tempo con Hexagon - ormai da più di 12 anni - e ci supporta in tutti i tipi di progetti, tra cui ingegneria civile, controllo e comando, gestione di progetti, studi di fattibilità all'estero e altro ancora."

L'idea è quella di offrire un'alternativa all'energia nucleare e petrolifera e di posizionarci nell'attuale transizione energetica. "Negli ultimi trent'anni abbiamo potuto constatare che tutti gli attori, soprattutto i politici, si stanno muovendo nella giusta direzione. Nel nostro ambito, la nostra flotta offre il 100% di energia rinnovabile. Tanto più che abbiamo i mezzi per fornire una soluzione energetica locale e redditizia."

Pienergies punta a consolidare la propria presenza nella regione Rodano-Alpi, nella Francia continentale e nei territori d'oltremare, ma anche di aprirsi a livello internazionale, con particolare attenzione al Sudafrica, all'Europa orientale e all'America Latina. Con la suite completa di soluzioni di Hexagon ora in funzione, dispone delle capacità necessarie per raggiungere questo e altri traguardi.