La storica centrale elettrica alle cascate del Reno
La storica centrale elettrica alle cascate del Reno
Centrale elettrica di Neuhausen con una nuova tecnologia di controllo all'avanguardia
Dalla fine dello scorso anno, la centrale di Neuhausen am Rheinfall si presentata con una nuova tecnologia di controllo d'avanguardia.
Nel giro di tre mesi, gli specialisti del settore della ditta Rittmeyer sono riusciti a riportare in loco lo storico impianto allo stato dell’arte. L'innovativo hardware della ditta Rittmeyer non solo migliora la facilità d'uso e la scalabilità, ma anche la disponibilità generale. La centrale, che fornisce circa 40 gigawattora di elettricità pulita in un anno standard, è così attrezzata per i requisiti di funzionamento attuali e futuri di una moderna centrale idroelettrica.
Due anni fa, quando i media tornarono a scrivere di una nuova centrale elettrica sulla famosa cascata del Reno, in alcuni luoghi ci fu un grande clamore. Dopo tutto, le cascate del Reno non sono una cascata qualsiasi. Qui una media di 300.000 litri al secondo precipitano su un salto naturale di circa 23 metri, insomma è la cascata più grande d'Europa. Ed è anche un’attrazione turistica, che ogni anno richiama circa 1,3 milioni di visitatori. Nella discussione su una presunta nuova centrale idroelettrica alle cascate del Reno, molti ignoravano del tutto un fatto: qui una centrale elettrica qui esiste già, e questo da oltre 70 anni. La poco appariscente centrale elettrica di Neuhausen fu costruita tra il 1948 e il 1950 dalla Interessengemeinschaft Aluminiumwerke Neuhausen AG. Oggi o gestore si chiama Rheinkraftwerk Neuhausen AG – acronimo RKN – al 56% in proprietà della EnAlpin AG e al 40% della Axpo AG.
Il restante 4% è di proprietà del comune di Neuhausen. La storica centrale elettrica è considerata molto economica. Con la turbina Francis installata, con una potenza nominale di 5,6 MW, e il generatore sincrono accoppiato direttamente, con un volume d'acqua di progetto di 29,9 m3/s, in un anno standard la centrale eroga una potenza di circa 45 Gwh.
Tecnologia di controllo professionale all’opera
L’efficienza della centrale elettrica tradizionale era già stata aumentata 12 anni fa, quando le apparecchiature elettrotecniche erano state completamente rinnovate. Tutta l’attenzione era ora rivolta alle apparecchiature I&C, che dovevano essere anch’esse completamente sostituite. Il relativo incarico è stato affidato al rinomato esperto del settore Rittmeyer Svizzera con sede a Baar che, con le sue soluzioni hardware e software, nel settore dell'energia idroelettrica è uno degli innovatori e leader assoluti. "Secondo il contratto d’appalto, il nostro ordine comprendeva un ampio pacchetto complessivo di prodotti e servizi, a partire dalla progettazione e produzione, installazione e il complesso cablaggio per il controllo e la fornitura per le nostre esigenze, fino alla messa in servizio e alla formazione del personale, per citare solo i punti più importanti", così il project manager della Rittmeyer AG Michael Gasser riassume la portata della fornitura dei professionisti della tecnologia di controllo. Come di consueto per un progetto del genere, i primi lavori sono iniziati con la redazione del capitolato di fornitura, che è durata da dicembre 2021 a febbraio 2022. Solo in seguito è stato possibile iniziare con l'engineering dell'hardware e del software, nonché la produzione dei quadri elettrici per l'infrastruttura della tecnologia di controllo.
Pronto per computer virtuali
Per la visualizzazione, il funzionamento e il monitoraggio, nonché il controllo completamente automatico dell'intera centrale idroelettrica, Rittmeyer ha sviluppato il collaudato sistema di tecnologia di controllo RITOP, che costituisce la spina dorsale dell’I&C anche nella modernizzata centrale di Neuhausen.
Ciò che rende questo sistema un vero e proprio tuttofare è la sua apertura per il collegamento a un'ampia varietà di sistemi di automazione e misurazione. Può essere inoltre integrato senza problemi in esistenti sistemi di controllo di livello superiore e nelle strutture IT. Nel caso della storica centrale elettrica delle cascate del Reno, sull'Hypervisor ESXi di VMware è stato installato un unico sistema di controllo RITOP non ridondante. In poche parole, questo software di virtualizzazione e cloud computing consente all'utente di distribuire secondo le proprie idee diverse risorse, come la memoria di lavoro e l’elaborazione, su un hardware del server fisico, e quindi di installare anche diversi sistemi operativi.
“Per il cliente è importante utilizzare l'hardware installato nel modo più efficiente possibile. In questo modo con la virtualizzazione, su un singolo componente hardware possono essere gestiti diversi computer virtuali. Inoltre abbiamo installato su una seconda macchina virtuale il software Veeam Cloud Backup, che consente un'opzione di backup molto semplice, veloce e sicura", spiega Michael Gasser. Egli fa presente inoltre che questa soluzione permette al cliente un'elevata scalabilità e disponibilità.
Tutti i fili confluiscono nel RITOP
Tutti i dati di processo registrati vengono memorizzati in modo permanente in immagini di processo, storici eventi, elenchi di allarmi e trend multipli tramite RITOP e vengono archiviati per una successiva visualizzazione e valutazione. Il team Rittmeyer ha installato questo sistema nella centrale del cliente e lo ha configurato come richiesto. Esso viene gestito a scelta dalla postazione di lavoro nella sala di controllo centrale, dal touchpanel oppure in remoto dall'operatore della centrale di Reckingen o, per scopi di manutenzione, dalla ditta Rittmeyer. Nel nuovo sistema di controllo sono stati di seguito integrati anche l’esistente regolatore della turbina, il regolatore di tensione e gli esistenti dispositivi di protezione nella centrale.
Le misurazioni di tutte le grandezze elettriche, come tensioni, correnti, consumo di energia, vengono lette nel RITOP da ogni singola utenza, oltre che dall’alimentazione principale per il fabbisogno individuale. Michael Gasser entra più in dettaglio: "Queste grandezze elettriche delle singole unità vengono misurate tramite convertitori, rilevate dal centro tramite un collegamento radio e immesse nel sistema di controllo tramite Modbus TCP".
Collaudata gamma di prodotti utilizzati
Oltre alla fornitura di quattro nuovi quadri elettrici per il controllo interno e di un sistema di batterie ridondanti da 110 VDC, il team Rittmeyer ha realizzato una nuova rete in fibra ottica tra la sede centrale e l'edificio griglie, esattamente secondo le idee della RKN. Sono stati posati due cavi a fibre ottiche per il sistema di controllo e due per la rete webcam. Inoltre, sono state effettuate alcune modifiche nell'edificio griglie. A questo proposito Michael Gasser: "Nell'edificio griglie, abbiamo integrato nel sistema di controllo l’esistente macchina per la pulizia delle griglie e anche il controllo delle paratoie di ingresso e di scarico della ghiaia. Sulla saracinesca di ingresso abbiamo installato la collaudata misurazione della posizione RIPOS e nuove misurazioni di livello nell'area dell'acqua di testa e davanti alla griglia”. Nell’edificio griglie è stato installato un sistema di controllo indipendente con funzionamento locale. Il team Rittmeyer ha integrato un controller RIFLEX centrale per il controllo della macchina e la protezione meccanica. Si tratta del collaudato ed estremamente robusto sistema di automazione e controllo remoto della Rittmeyer, nel quale è già preinstallato il modulo di protezione e sincronizzazione.
Sistema di controllo al passo con i tempi
Dopo che nell'ottobre dello scorso anno sono stati completati i complessi lavori di cablaggio e montaggio, durati circa cinque settimane, è seguita la messa in servizio a secco e poi con l’acqua. Dopo un funzionamento di prova, concluso con successo, nel periodo dell'Avvento del 2022 è stato possibile mettere regolarmente in funzione la centrale già prima della fine dell'anno. Poiché il team Rittmeyer è riuscito a rispettare tutte le scadenze concordate, i gestori sono stati soddisfatti della puntuale realizzazione del programma. Il direttore della centrale elettrica Reckingen AG Thomas Häfeli commenta: “Oggi la RKN dispone di un sistema di controllo d'avanguardia, realizzato esattamente secondo le nostre esigenze. Le ultime settimane di servizio della centrale di Neuhausen hanno dimostrato in modo impressionante che con il nuovo sistema di controllo Rittmeyer tutti i processi funzionano in modo ottimale e senza il minimo inconveniente.
