TERNI INNOVATION CENTRE

L’innovazione è intorno a noi, ogni giorno, all’interno di molti prodot-ti e servizi che utilizziamo, assumendo forme e declinazioni diverse. Tan-to da sfuggire, spesso, alla percezione comune. Ma nonostante questo,l’innovazione costituisce un elemento fondamentale per l’occupazione,la produttività, l’incremento dei fattori di sostenibilità, il successo im-prenditoriale e i risultati economici di un’azienda. Senza innovazionenon ci sarebbe alcun progresso, non ci sarebbe evoluzione dei proces-si e non ci sarebbero nuovi prodotti. Il percorso dell’innovazione si esten-de dalla concezione di un’idea, attraverso la protezione del diritto di pro-prietà intellettuale fino alla consegna di un prodotto commerciabile. La missione della Business Unit “Technology” di TerniGreenè proprio quel-la di valorizzare, consolidare e commercializzare prodotti e soluzioni in-novative nei segmenti di mercato caratterizzati dall’interesse strategi-co e dalla sinergia con le attività del Gruppo T.E.R.N.I. Research e del-le società controllate, a partire da TerniEnergia. Oggi questa attività tro-va un luogo in cui svilupparsi e dispiegarsi pienamente, un cantiere crea-tivo che opera all’interno di un’area industriale dalla grande tradizio-ne produttiva che richiede nuove identità e rinnovate funzioni. In quel-lo che un tempo era il laboratorio di analisi della Nuova Terni IndustrieChimiche a Nera Montoro, nasce, infatti, il “Terni Innovation Cen-tre”. Una struttura in cui, mutuando l’efficace divulgazione americana,sarà possibile portare le idee alla vita. Bringing ideas to life. E’ dal no-me stesso della struttura che parte il processo evolutivo. Innovare è an-che prendere qualcosa che già c’era e farlo in modo diverso. TIC era il nome della vecchia fabbrica chimica ad alto impatto ambien-tale e sociale, vocata a prodotti ormai maturi e non più competitivi. TICdiventa l’acronimo del nuovo laboratorio d’innovazione, ricerca e svi-luppo. Se all’esterno il luogo cambia forma e identità, all’interno mo-difica i suoi scopi e le sue funzioni. L’attività viene adattata alle esigen-ze territoriali e aziendali, selezionando pochi settori di intervento,ma nei quali le dinamiche di crescita possono essere molto rilevanti. Il core-business di Terni Innovation Centre è il trasferimento tecnolo-

RICERCA E PRODUZIONE PER UNA NUOVA INDUSTRIA VERDEgico di brevetti e trovati, la produzione di apparati innovativi nel setto-re dell’automazione industriale, lo scouting e l’erogazione di servizi adalto valore aggiunto. Alla base del progetto di sviluppo di TIC c’è l’atti-tudine a individuare le direzioni di nuove strategie di innovazione(energie rinnovabili, ambiente e recupero di materia, sviluppo di pro-getti nel settore elettromeccanico); la capacità di selezionare l’innova-zione che serve al proprio mercato di riferimento; la determinazione nel“trasferire” l’innovazione di processo e di prodotto ai mercati. La specificità delle attività di ricerca e sviluppo condotte dall’area tec-nologica di TerniGreen è quella di essere rivolta all’innovazione di pro-cesso e di prodotto per una nuova industria verde. La struttura tecnico-scientifica diventa, dunque, complementare alle attività di TerniEner-gia, leader nazionale nell’installazione di impianti fotovoltaici di tagliaindustriale, valorizzando le tecnologie a supporto della gestione degliimpianti di produzione energetica da conversione della fonte solare. Un know howgià consolidato che diviene fondamento per lo sviluppo dinuovi prodotti e servizi rivolti alle altre fonti rinnovabili, dall’eolico alsolare termodinamico, dallo storage dell’energia alle smart grid fino alrecupero dei rifiuti, grazie ai nuovi progetti industriali del GruppoT.E.R.N.I. Research. Accanto a queste attività, viene promosso e rea-lizzato lo sviluppo di sensori e sistemi di controllo non distruttivo, nelsegmento dell’automazione industriale, nella saldatura, nel settoresiderurgico e nell’elettromagnetismo. Sono questi i due filoni principali nei quali si dipana l’attività di TerniInnovation Centre, anche attraverso collaborazioni, partnership econvenzioni con atenei e centri di ricerca, a partire dall’Università di Pe-rugia, il finanziamento di borse di dottorato, il sostegno alla pubblica-zione di tesi e testi di ricerca nel settore dell’ingegneria energetica e diquella ambientale. Un network che ora trova un suo nodo fondamenta-le a Nera Montoro nel TIC. Il luogo dove immaginare il futuro per costrui-re le nuove frontiere dello sviluppo.

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Lo sviluppo degli impianti di energia rinnovabile, basati susistemi fotovoltaici, eolici e su altre tecnologie, impone l’uti-lizzo di moderni sistemi di monitoraggio e telecontrollo delfunzionamento, atti a fornire agli utilizzatori ed aigestori/manutentori tutte le informazioni rilevanti, intempo reale e attraverso i più flessibili mezzi di telecomu-nicazione.Infatti si rende necessaria un’adeguata analisi e misurazio-ne della resa dell’impianto, oltre che la gestione della ma-nutenzione, al fine di prevenire tempi di fuori servizio e ri-durre i costi di gestione, tenendo presente la ca-ratteristica tipicamente distribuita degli im-pianti ad energia rinnovabile.

Il sistema TRSun è dedicato sull’acquisizione,gestione e controllo dell’insieme completo di se-gnali/misure ed informazioni, suddivise nellequattro famiglie funzionali che nell’insiemecaratterizzano un impianto fotovoltaico (o più

in generale di energia distribuita):- informazioni di misura/stato del processo di generazio-ne, e delle caratteristiche ambientali primarie, compre-sa la rilevazione dell’irradiazione e temperatura)

- informazioni sul funzionamento degli apparati (pannel-li, quadri, inverter, ecc) misura in tempo reale dell’ener-gia generata, utilizzata ed immessa in rete e delle gran-dezze di rilievo (misura di tensione, corrente, qualità, di-storsione armonica ecc)

- informazioni atte a facilitare la gestione e manutenzionedell’impianto, con forte orientamento ai

criteri di manutenzione ad interventopredittivo (sucondizione), allo scopo diottimizzare i costi complessivi.

Il sistema TRSun, inoltre, è caratteriz-zato da una forte scalabilità, consen-tendo una customizzazione ritagliatasulle dimensioni dell’impianto e del-

l’azienda cliente:- possibilità di integrazione ai sistemi informativi a livellodell’utilizzatore finale e a livello del gestore del sistema

- possibilità di configurazione del dispositivo in modalità clu-stering per la gestione di impianti di grandi dimensioni

- possibilità di fornitura del sistema con un sistema UPS de-dicato

- possibilità di collegamento di display a LED

Il TRSun supporta differenti modelli di inverter tra cui Po-wer-One, Elettronica Santerno, SMA, Astrid.

TRSUN

MONITORAGGIO E CONTROLLO DEGLI IMPIANTI DI ENERGIA DISTRIBUITA

TRSECUREPV

SENSORE ANTIMANOMISSIONE DI MODULI FOTOVOLTAICI

Il dispositivo rappresenta un metodo per il con-trollo non distruttivo di materiali conduttori e la ri-levazione all’interno degli stessi della presenza dieventuali cricche o difetti o comunque disconti-nuità tramite il principio delle correnti indotte. I testnon distruttivi effettuati tramite correnti indotte so-no già ampiamente diffusi, però le rilevazioni riguar-dano difetti superficiali o al massimo subsuperficia-li entro un range di 1-2mm al di sotto della super-ficie del materiale. Il dispositivo si propone di su-perare in parte tali limitazioni cercando di spinger-si maggiormente in profondità con la possibilità dirilevare difetti anche di dimensioni inferiori a 1mmdi diametro equivalente.

Il crescente fenomeno del furto dei moduli fotovoltaici da-gli impianti in esercizio ha creato la necessità di un siste-ma che ne ostacoli l’asportazione. Il sistema TRsecu-rePV si compone di una scheda elettronica e un filo elet-trico di guardia passante attraverso le asole dei moduli FVo in elementi meccanici saldamente applicati al modulo.La scheda elettronica è stata progettata per monitorareun segnale elettrico trasmesso attraverso il filo di guar-dia. Qualsiasi tipo di manomissione del filo di guardia provo-ca una variazione del segnale prontamente rilevato dal-la scheda elettronica che segnala uno stato d’allarme.

Vantaggi del sistema a filo elettrico- economico, facile da installare- a seguito dell’usura del tempo, danneggiamenti volontari e/o involontari il filo può essere sostituito in campo e a basso costo

Caratteristiche del sensore- calibrazione facile- regolazione della sensibilità- garanzia di immunità ai disturbi elettromagnetici- la logica di analisi permette di discriminare la natura dell’allarme o il solo tentativo di manomissione

- affidabile e robusto

Versatilità del sistema di antimanomissione- facile ed intuitivo da installare- modulare: il sistema può essere scalato per impianti di grossa taglia (maggiore di 1MWp)

- si integra facilmente con altri sistemi di sorveglianza- bassi costi di manutenzione

Implementazioni sulla seconda versione- controllo digitale del monitoraggio del segnale- bus di collegamento RS485- software grafico di interfaccia per impostazione e lettura dei parametri

- calibrazione e settaggio automatico mediante pulsante su scheda o tramite interfaccia grafico (funzione di autosetting)

TRsecureBOX- può ospitare fino a 6 schede elettroniche e relativi alimentatori

- connessione RS485 per interfacciamento dei sensori al computer

- morsettiera di cablaggio dei cavi elettrici provenienti dal campo fotovoltaico

- morsettiera dei relè d’uscita

Patent pending N. MI2009A000778 del 08/05/2009

Ogni sensore può monitorare fino a 500m di filo di guardia.

Particolari del sistema di afferraggio

TRsecureBOX

Grazie alle uscite a relè, il sensore è interfacciabile con qualsiasi

centrale d’allarmedisponibili in commercio

VANTAGGI DEL DISPOSITIVO- migliore risoluzione e maggiore definizione della presenza di difettosità

- aumento significativo del rapporto segnale-rumore profondità maggiori di rivelazione

CAMPO DI APPLICAZIONE- rilevazione dei difetti in materiali non ferromagnetici

GALOIS SEQUENCES BASED EDDY CURRENT

TESTERBREVETTO ITALIANO

DEPOSITATO IL 27/02/2007

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CAMPO FOTOVOLTAICO SPERIMENTALE

Campo fotovoltaico sperimentalePer attività sperimentale legate all’ambito fotovoltaicoè stato allestito un campo sperimentale. Oggetto di stu-dio ed analisi sono:- misura dell’efficienza delle componenti tecnologichecostituenti un impianto fotovoltaico (moduli, inverter, cavi elettrici, sensoristica)

- comparazione di diverse tecnologie di moduli fotovoltaici (monocristallino, policristallino, film sottile). L’analisi realizzata sulla base di dati raccolti nell’arco di un anno (e tutt’ora ancora in corso) ha rivelato differenze di produzione delle diverse tecnologie in condizioni ambientali reali;

- caratterizzazione “outdoor” dei moduli fotovoltaici

Caratterizzazione “outdoor” dei moduli fotovoltaiciI valori dei parametri elettrici dei moduli fotovoltaici ri-portati nei datasheet si riferiscono a condizioni di irrag-giamento e temperatura STC (standard test condition:1000W/m2, 25°C). Generalmente i moduli in esercizio lavorano in condizio-ni ambientali notevolemente differenti. L’attività sperimentale è finalizzata alla misura dei parametri elet-trici del modulo e dei coefficienti di temperatura, in condizioni ambientali reali.

Analisi dei moduli fotovoltaiciOltre all’attività precedente descritta, sonoeffettuati altri test per verificare la qua-

lità dei moduli ed eventuali difetticostitutivi (ispezione visiva, termografia, misura della resistenza d’isolamento, ecc)

I controlli di compatibilità elettromagnetica sonoun elemento determinante ormai in molti processiproduttivi in cui è fondamentale raggiungere eleva-ti standard qualitativi. Il sensore Wide Band Sniffer è stato studiato peruna rilevazione semplice e precisa di campi elettro-magnetici con ampia banda di frequenze. L’originalità di questo apparato sta nella sua capaci-tà di captare campi elettromagnetici in una banda difrequenze molto ampia con una notevole sensibilitàma soprattutto con una elevata risoluzione spazia-le che garantisce una precisa individuazione dei pun-ti di emissione del campo elettromagnetico rilevato.

VANTAGGI DEL DISPOSITIVO- Rilevazione rapida di campi elettromagnetici a banda larga

- Elevata direttività, rilevazione puntuale di punti di fuga di campi elettromagnetici

- Ampia banda di frequenze: da 100KHz a 2Ghz- Elevata sensibilità della misura

- Segnalazione acustica del punto di fuga- Utile per misure di compatibilità elettromagnetica

- Semplice da utilizzare

APPLICAZIONI- Individuazione semplice e precisa di punti di fuga di campi elettromagnetici su strutture schermanti (camere schermanti, shelters, box, cabine)

- Individuazione dei punti a maggiore emissione su apparati elettrici ed elettronici per una rapida verifica dei requisiti di compatibilità elettromagnetica

- Verifica non invasiva sull’integrità di strutture metalliche chiuse tramite una sorgente di campo elettromagnetica posta all’interno o all’esterno della struttura stessa

- Rilevazione generica della presenza di campi elettromagnetici in modo semplice ed intuitivo

Il dispositivo rappresenta un metodo per il control-lo non distruttivo di materiali conduttori e la rileva-zione all’interno degli stessi della presenza di even-tuali cricche o difetti o comunque discontinuità tra-mite il principio delle correnti indotte. I test non di-struttivi effettuati tramite correnti indotte sono giàampiamente diffusi, però le rilevazioni riguardano di-fetti superficiali o al massimo subsuperficiali entroun range di 1-2mm al di sotto della superficie del ma-teriale. Il dispositivo si propone di superare in par-te tali limitazioni cercando di spingersi maggior-mente in profondità con la possibilità di rilevare di-fetti anche di dimensioni inferiori a 1mm di diame-tro equivalente.

VANTAGGI DEL DISPOSITIVO- migliore risoluzione e maggiore definizione della presenza di difettosità

- aumento significativo del rapporto segnale-rumore profondità maggiori di rivelazione

BREVETTI

TRWOC / T.E.R.N.I. Research Welding Opto Control

SENSORE PER IL MONITORAGGIO ON-LINE DEL PROCESSO DI SALDATURA

Lo sviluppo tecnologico di processi industrialisempre più veloci e produttivi (come la saldatu-ra laser) ha richiesto l’integrazione di strumen-ti di diagnostica più sofisticati ed efficaci adfine di ridurre gli scarti di produzione e dimi-nuire la probabilità di reso.

Il TRWOC è un sensore che tramite algoritmi basati sumetodi di natura fisico - statistica controlla il processodi saldatura per rilevare la formazione di un difetto.Il sensore può essere applicato alla maggior parte deiprocessi di saldatura esistenti (LASER, TIG, MIG/MAG, adelettrodo rivestito, ecc) il cui plasma è visibile.

Caratteristiche del processo di monitoraggio - il metodo si basa sul legame che c’è tra il plasma di saldatura e la dinamica della saldatura;

- il monitoraggio avviene mediante una indagine spettroscopica dello spettro di emissione del plasma di saldatura (misura della temperatura elettronica e calcolo del coefficiente di correlazione di alcune righe dello spettro)

- il metodo è in grado di individuare le variazioni dei parametri del processo (per es. velocità di linea, potenza ottica del laser, portata del gas di assistenza, distanza dei lembi, ecc)

- Rilevazione di tutti i difetti: variazione della penetrazione,fori passanti, porosità, contami-nazione da agenti esterni, goc-ciolamento,rugosità, eccFibra ottica per il trasporto della radiazione raccolta allo strumento di misura Plasmadi saldatura

Caratteristiche del sensore- Monitoraggio delle saldature in linee di produzione di tubi, lamiere, ecc e in linee automatiche (automotive, ecc)

- Sistema non invasivo: il collimatore può essere posizionato nelle vicinanze della zona di saldatura senza interferire con la macchina e il processo.

- Facilità d’installazione: grazie all’utilizzo della fibra ottica, il sensore può essere disposto lontano dalla zona di produzione.

- Affidabilità: individuazione del difetto nel momento della sua formazione

- Monitoraggio della saldatura della maggior parte dei metalli utilizzati in produzione

- Grazie all’utilizzo della fibra ottica il monitoraggiopuò avvenire a distanza

- Il sensore è economico rispetto ad altri reperibili in commercio.

- Conformità CE: conformità alla direttiva n. 2004/108/CE (compatibilità elettromagnetica) n. 2006/95/CE (sicurezza elettrica)

EUROPEAN PATENT EP 1 987 910 A1

TR WBS (T.E.R.N.I. RESEARCH WIDE BAND SNIFFER)

DOMANDA DI BREVETTON°MI2007A000377 DEL 27/02/2007

Grafico della temperaturadelle celle calde (hot spot)

Estrapolazione lineare dei coefficientidi temperatura di uno dei parametri elettrico del modulo

PVPM 1000CPeak Power Measuring DeviceCurve Tracer for photovoltaic modules

Curva I-V misurata con il PVPM 1000C in condizioni di irraggiamento e temperatura reali

Acquisizioni delle misure sperimentali conscheda national instrument USB 5962

Termografia con termocamera FLIR B250

Fibra ottica per il trasportodella radiazione raccolta allo strumneto di misura

Collimatore per la raccolta di parte della radiazione ottica del plasma di saldatura

Torcia di saldatura

Testa laser

Misuratore della resistenza di isolamento METREL MI 2077 Teraohm 5kV

Plasma di saldatura

selezionedel materiale

Graficodel coefficientedi correlazione

Graficodella temperaturaelettronica del plasma

Messaggidi allarme

Impostazionedei parametridi analisi

Pulsantedi calibrazione

Pulsantedi acquisizione

La Business Unit “Technology” di TerniGreen fornisce aTerniEnergia, società che opera come system integra-tor, con un’offerta chiavi in mano di impianti fotovoltai-ci di taglia industriale, e ad altri primari opertaori del set-tore energetico, italiani ed esteri, servizi innovativiavanzati nella progettazione e conduzione dei parchisolari. In particolare, all’interno di Terni InnovationCentre, ricercatori e personale altamente qualificatoeffettua valutazioni delle ore equivalenti alla potenza dipicco e delle Performance Ratiodi impianti fotovoltaici se-condo i dati progettuali forniti da TerniEnergia e da al-tri clienti e secondo le normative vigenti.Nei laboratori si lavora alla generazione di specifici algo-ritmi di calcolo per l’individuazione degli orientamenti etilt ottimali per massimizzare la produzione degli im-pianti fotovoltaici su base annuale. I tecnici di TerniGre-en conducono studi sulla scelta delle migliori banche da-ti climatiche e di irraggiamento sia italiane sia europeeed elaborano specifici modelli previsionali di produzio-ne elettrica da fonte fotovoltaica in funzione dei parame-tri ambientali (temperatura, irraggiamento, albedo, om-bre, mismatching, etc.).Il personale dedicato alla gestione in remoto degli ap-parati installati nelle centrali solari realizza l’analisidei dati di produzione derivanti dal sistema di telecon-trollo degli impianti di TerniEnergia e di altri operato-ri e produce report periodici sulla produttività ed il ren-

( TIC )IL POLO DEI SERVIZI PER L’INNOVAZIONE SOSTENIBILE

TIC IN PILLOLE

Gruppo T.E.R.N.I. Research S.p.A.Strada dello Stabilimento 105035 Nera Montoro, Narni (TR)

Testi e coordinamento editoriale: Federico Zacaglioni

Contributi tecnici: Corrado Giancaspro, Giuseppe Basile, Cristiano Manzoni

Progetto graf ico: B&G

Stampa:Tipolitografia Morphema S.r.l.

Chiuso in tipograf ia: 20 Gennaio 2010

E’ vietata la riproduzione non autorizzata anche parziale o a uso interno con qualsiasi mezzo.

Superf icie coperta: 621 mqSuperf icie interrata: 621 mqVolume totale: 3722 mcN° locali: 18 + Servizi e Locali tecniciLaboratori: 6 ( Laboratorio chimico-fisico, Laboratorio misure moduli fotovoltaici: caratterizzazione elettrica dei moduli fotovoltaici, Laboratorio per lo sviluppo tecnologico, produzione e deposito di sensori, Laboratorio per lo sviluppo tecnologico, produzione e deposito del TRSUN, Laboratorio elettronico, Laboratorio misure e caratterizzazione di dispositivi per lo stoccaggio)1 Sala monitoraggio-produzione impianti sperimentali1 Deposito prodotti primi1 Biblioteca-Archivio Ricercatori e tecnici impiegati: 10

DOTAZIONI TECNICHE

Laboratorio FotovoltaicoStrumento Marca ModelloBanco Elettronico Dual Power Supply TTi EX354D20mhz DDS Function Generator TTi TG2000Peak Power Measuring Device And I-V Curve Tracer Pve PVPM 1000CMisuratore d’isolamento METREL MI 2077Termocamera FLIR B250Light Meter ISO-TECH LUX-1335Fonometro – Precision Sound Level Meter ELDES Instruments ELD 1357Piranometro Delta Ohm PYRA03AVSolar Radiation Sensor NS Measuring System SOZ-03

Laboratorio ElettronicoStrumento marca modelloBanco Elettronico Dual Power Supply TTi EX354D20mhz Dds Function Generator TTi TG2000Scheda d’acquisizione NI USB-6269Oscilloscopio 4 canali Tektronix TDS 3054BComponent tester Megger LCR131AC/DC current transducer ISO-TECH ICA32NAC/DC current transducer ISO-TECH ICA32NTRUE-rms multimeter FLUKE 189TRUE-rms multimeter Agilent U1253BDigital clamp tester KEWTECH KT200Tester EXTEL WEME 83002

dimento degli impianti fotovoltaici. Nell’ambito delle at-tività di ricerca e sviluppo, il Terni Innovation Centre rap-presenta la piattaforma per l’allestimento, sul campo osu impianti test, di sistemi di misura dell’efficienza del-le componenti tecnologiche costituenti un impianto fo-tovoltaico (moduli, inverter, cavi elettrici, sensoristi-ca), per le valutazioni di fattibilità tecnico-industriale conprimarie società nazionali ed internazionali per l’ingegne-rizzazione e produzione di innovativi sistemi ad insegui-mento solare (Sun-Tracker) per il fotovoltaico a concen-trazione, per la partecipazione a progetti di ricerca indu-striale, con primarie società internazionali, per l’integra-zione e produzione di sistemi di accumulo dell’energiaelettrica, a ridotto impatto ambientale, nelle centrali fo-tovoltaiche medio-grandi.I ricercatori di TerniGreen stanno realizzando uno studiodi fattibilità tecnico-industriale per la realizzazione d’im-pianti prototipo con tecnologia solare termodinamica aconcentrazione in cogenerazione con centrali turbo-gastradizionali e conducono attività di scouting su nuove tec-nologie nel settore fotovoltaico. Nel nuovo laboratorio di Nera Montoro, infine, vienesvolta attività di brevettazione di nuovi trovati nel setto-re delle energie rinnovabili.