Il settore dei trasformatori è stato a lungo considerato un mercato di nicchia, con un ritmo di innovazione lento rispetto ad altri settori. Tuttavia, l'evoluzione delle reti energetiche, i progressi nei materiali e l'automazione stanno ora costringendo il settore a ripensare il design e la funzionalità dei trasformatori. Qui Ales Bertuzzi, membro del comitato consultivo di CWIEME Berlin , spiega come stiamo entrando in una nuova era nella tecnologia dei trasformatori.

Avendo trascorso anni nel settore energetico, ho assistito a numerose fluttuazioni di mercato. Tuttavia, nulla è paragonabile agli ultimi cinque o sei anni, in particolare in Nord America, dove il settore ha registrato una crescita senza precedenti.

La spinta a ridurre le emissioni di carbonio e combattere il riscaldamento globale ha accelerato in modo significativo la transizione verso l'energia elettrica, con le fonti nucleari e rinnovabili che hanno preso il sopravvento sui combustibili fossili. Questo cambiamento crea la necessità di trasformatori più efficienti e affidabili a supporto delle moderne reti energetiche.

Nonostante il suo ruolo cruciale nella distribuzione dell'energia elettrica, la tecnologia dei trasformatori rimane sostanzialmente invariata. I trasformatori continuano a fare affidamento su materiali tradizionali come il rame e l'acciaio al silicio, entrambi sempre più costosi e scarsi.

Inoltre, i trasformatori subiscono perdite energetiche comprese tra il cinque e il dieci per cento, che vengono dissipate nell'aria a causa delle inefficienze. Esiste un'enorme opportunità per ripensare la progettazione dei trasformatori e innovare oltre gli attuali limiti. Collaborando e adottando nuove tecnologie, possiamo accelerare il progresso e migliorare l'affidabilità energetica.

Innovazioni nei materiali

Uno dei settori più promettenti per l'innovazione nel campo dei trasformatori è quello dei materiali. Sebbene l'acciaio al silicio sia stato a lungo lo standard industriale per i nuclei dei trasformatori, i materiali alternativi stanno guadagnando terreno. I materiali amorfi, ad esempio, sono stati utilizzati per anni in applicazioni specializzate grazie alle loro proprietà di bassa perdita di energia. I produttori cinesi hanno già integrato ampiamente i materiali amorfi nelle loro reti di distribuzione, aprendo la strada all'efficienza dei trasformatori.

La sfida principale consiste nel reperire questi materiali su larga scala. Ogni epoca ha avuto il suo materiale caratterizzante: sale, oro, acciaio o petrolio. Oggi dobbiamo identificare e investire nei materiali che definiranno il futuro delle infrastrutture energetiche. Il litio, un tempo abbondante, sta ora affrontando problemi di approvvigionamento, portando alla ricerca del sodio come alternativa. Allo stesso modo, con l'aumento dei prezzi del rame, l'alluminio sta diventando un sostituto valido. Adottando nuovi materiali e creando economie di scala, possiamo ridurre i costi e migliorare l'efficienza.

Introduzione all'automazione

Storicamente, l'industria dei trasformatori ha resistito all'automazione a causa della flessibilità richiesta dai progetti personalizzati e dei volumi di produzione relativamente bassi. Tuttavia, la situazione sta cambiando. La domanda di trasformatori è in forte aumento e i produttori devono affrontare tempi di consegna che vanno dai due ai tre anni. Questo arretrato evidenzia l'urgente necessità di automazione per snellire la produzione e soddisfare la crescente domanda.

L'automazione offre numerosi vantaggi oltre all'aumento dell'efficienza. Consente una maggiore personalizzazione, garantendo che i trasformatori possano essere adattati alle specifiche esigenze della rete energetica. Affronta inoltre il problema della carenza di competenze critiche nel settore: i produttori di macchinari devono investire nell'automazione per colmare questo divario.

Tuttavia, una delle sfide più grandi è l'automazione della produzione dei trasformatori stessa. Attualmente, ogni produttore di macchinari è altamente specializzato nel proprio settore, rendendo difficile l'integrazione dei processi automatizzati lungo l'intera catena di fornitura. La collaborazione tra i produttori potrebbe fornire una soluzione, garantendo che l'automazione venga implementata in modo olistico piuttosto che in segmenti isolati.

Inoltre, la stampa 3D dei trasformatori, sebbene non sia realizzabile nell'immediato futuro a causa della complessità tecnica, rimane una prospettiva interessante per l'innovazione a lungo termine. Nel frattempo, l'automazione può migliorare significativamente il processo di produzione, rendendo i trasformatori più accessibili ed economici.

Barriere normative

Uno dei principali ostacoli all'automazione nel settore dei trasformatori è la mancanza di standardizzazione tra i vari mercati. In Europa, ad esempio, ogni governo applica specifiche diverse per i trasformatori, creando di fatto barriere commerciali. Questa frammentazione rende impraticabile l'automazione su larga scala, poiché i produttori devono realizzare piccoli lotti di modelli diversi anziché grandi volumi di unità standardizzate.

Se i governi allineassero le loro specifiche, ciò porterebbe a una maggiore efficienza, a costi inferiori e a prezzi più competitivi per i consumatori. La standardizzazione consentirebbe ai produttori di automatizzare la produzione in modo più efficace, a vantaggio sia dei fornitori di energia che degli utenti finali.

Guardando al futuro

Per rimanere competitivi in questo mercato in rapida evoluzione, dobbiamo abbracciare l'innovazione a tutti i livelli. Che si tratti di materiali avanzati, automazione o modifiche normative, il settore dei trasformatori ha il potenziale per cambiare in modi che prima erano inimmaginabili. Tuttavia, affinché ciò diventi realtà, dobbiamo cambiare la nostra mentalità dal mantenimento dello status quo alla ricerca attiva di nuove opportunità di efficienza e sostenibilità.

I prossimi anni saranno fondamentali per definire il futuro della tecnologia dei trasformatori. Promuovendo la collaborazione tra produttori, scienziati dei materiali e responsabili politici, possiamo promuovere un cambiamento significativo e garantire che i trasformatori continuino a svolgere un ruolo fondamentale nella transizione energetica globale.

Il panorama energetico sta cambiando e anche noi dobbiamo cambiare. È giunto il momento di innovare. Ecco perché eventi come CWIEME Berlin sono così importanti. È un luogo in cui i leader del settore possono incontrarsi e discutere su come far progredire il settore. Per ulteriori informazioni, visitare il sito https://berlin.cwiemeevents.com/home.