In che modo "Beat the Storm" offre divertimento garantendo la riduzione dell'80% di emissioni di CO2?

DANIMARCA: Fortunatamente, non si affronta ogni giorno un ciclone tropicale. Tuttavia, l'Universe Science Park nel sud della Danimarca ha un simulatore che lo fa avvertire in modo reale ai 140.000 ospiti che ogni anno visitano il parco. Da marzo 2022, la galleria del vento Beat the Storm è una delle attrazioni più importanti. In questo simulatore gli ospiti percepiscono velocità del vento fino a 130 km/h. La creazione di tali forze consuma molta più energia di quanto si possa pensare. Pertanto, i tecnici del parco hanno continuato a concentrarsi sull'ottimizzazione dell'efficienza energetica.

Per dare vita alla galleria Beat the Storm, il team dell'Universe Science Park ha voluto emulare un ciclone di categoria 1 in una galleria del vento lunga 10 metri. La Categoria 1 è equivalente a un ciclone tropicale, in cui venti forti possono ad esempio causare danni agli ormeggi delle barche. È una sfida per le persone camminare in posizione eretta affrontando venti di questa portata, e alcuni avvertono persino una certa difficoltà respiratoria.

Troels Nim Andersen, Project Manager dell'Universe Science Park, spiega: "Beat the Storm è un'attrazione ad alta velocità con focus sull'aspetto scientifico. L'esperienza è davvero ottimale per noi, in quanto parco scientifico. Con questa attrazione, e con tutte le nostre attrazioni, vogliamo creare maggiore entusiasmo per la scienza, la tecnologia e l'imprenditorialità."

Nello sviluppo della galleria, il parco scientifico ha dovuto affrontare tre sfide principali.

In primo luogo, l'ottimizzazione dell'efficienza energetica è stata vitale per mantenere bassa la bolletta dell'elettricità e al minimo le emissioni di CO₂ .

In secondo luogo, il parco doveva rispettare la conformità alle armoniche. Troels Nim Andersen spiega: "Normalmente non dobbiamo occuparci della mitigazione delle armoniche. Tuttavia, per Beat the Storm, l'assorbimento di potenza è enorme. La galleria utilizza più energia di qualsiasi altra zona del parco. Abbiamo costruito un trasformatore solo per soddisfare questa esigenza, e abbiamo stipulato un accordo con il fornitore dell'utenza per non distorcere l'alimentazione. Pertanto la nostra unica sfida era stabilizzare le armoniche per tener fede agli accordi e proteggere le altre nostre apparecchiature. Ad esempio, se la mitigazione armonica non fosse stata adeguata adeguata, avremmo rischiato errori sulle nostre numerose schermate informative e sui nostri terminali delle carte di credito."

In terzo luogo, il parco doveva assicurare un funzionamento affidabile garantendo la massima produttività. L'accesso per la manutenzione è difficoltoso. Pertanto, per risparmiare sui tempi e sui costi di manutenzione, il parco necessitava di un funzionamento affidabile con lunghi intervalli tra una manutenzione e l'altra.  Si prevede che la galleria Beat the Storm funzioni per 7 anni prima di dover essere ristrutturata o di utilizzare lo spazio per qualcos'altro.

L'enorme sistema di ventilazione installato per generare venti ad alta velocità è stato dotato di 12 VLT® HVAC Drive FC 102 per il controllo a velocità variabile dei ventilatori. Ogni convertitore di frequenza comanda un motore da 37 kW nominali con un sovraccarico del 10%, con un carico effettivo di 45 kW sul convertitore di frequenza. Questa configurazione assicura che i ventilatori funzionino esattamente alla velocità richiesta, e non oltre, il che riduce il consumo di elettricità dell'80% rispetto al funzionamento diretto, riducendo a sua volta dell'80% le emissioni di CO₂ .

La conformità alle armoniche è garantita da un unico filtro AAF 007 Danfoss che mitiga le armoniche per tutti e 12 i convertitori di frequenza.

"L'esperto di Danfoss, Norbert Hanigovszki, ci ha aiutati a calcolare le sfide delle armoniche con convertitori di frequenza a velocità variabile di così grandi dimensioni e ci ha indicato le dimensioni e la configurazione da adottare. Ci ha anche aiutati a trovare il giusto trasformatore", racconta Troels Andersen. Utilizzando il software di calcolo MyDrive® Harmonics per ottimizzare la selezione, Danfoss ha garantito che il sistema risultante funzionasse in modo molto economico fornendo al contempo un'elevata efficienza.

L'affidabilità è garantita dalla funzione di manutenzione preventiva integrata in ogni drive. La tecnologia "edge computing" intelligente imposta un valore di riferimento e analizza continuamente i dati relativi alle vibrazioni. Quando i dati, ad esempio il livello di vibrazioni, non rientrano nell'intervallo accettabile, il drive emette un allarme per avvertire il personale dell'irregolarità. Grazie all'avviso tempestivo, il personale e i sistemi possono reagire in tempo per limitare l'usura, eliminando gli arresti non programmati.

La galleria del vento ha funzionato in modo totalmente affidabile per il primo anno e ha permesso a Universe di risparmiare molte ore di manutenzione. Troels Nim Andersen conclude: "La funzione di Condition Based Monitoring integrata, ci aiuta enormemente nella manutenzione. Questi motori sono fisicamente di difficile accesso, ed eseguire un controllo fisico del ventilatore, del motore e dei cavi richiede molto tempo. È quindi estremamente utile che, invece di smontare i motori per controllarli annualmente, ora possiamo monitorarli da remoto per verificare la presenza di vibrazioni e l'assorbimento di potenza. Ora possiamo agire tempestivamente per evitare che si verifichino guasti critici. In effetti, la funzionalità CBM funge da rete di sicurezza invisibile che protegge il sistema dall'interno."

I drive installati a Beat the Storm sono più avanzati di quelli normalmente installati in attrazioni concorrenti simili, come iFly. L'intelligenza integrata nei convertitori di frequenza offre a Universe l'opportunità di mettere a punto la galleria del vento per offrire agli ospiti un'esperienza migliore. Ad esempio, il rumore viene ridotto al minimo. Universe dovrebbe utilizzare una corrente di 700 A per raggiungere la massima velocità del vento. Tuttavia, l'elevata ottimizzazione mediante il controllo a velocità variabile richiede solo una corrente di 400 A. In altre parole, se necessario, la galleria potrebbe andare oltre le sue specifiche per raggiungere velocità del vento di 165 km/h senza utilizzare più energia di quella specificata in origine. 

"Abbiamo scoperto che il controllo a velocità variabile dei convertitori VLT®, ci consente di regolare la velocità del vento nella galleria in modo più flessibile di quanto ci aspettassimo. Ciò significa che ora possiamo aprire la galleria del vento per un numero maggiore di ospiti. Finora il limite minimo di altezza era di 135 cm, ma dopo aver testato varie configurazioni, ora possiamo invitare più bambini all'interno, a partire da un'altezza di 120 cm."

Nell'attrazione Beat the Storm sono impostate tre velocità e l'operatore può ora selezionare quella corretta in base all'altezza dell'ospite. Oggi, un numero ancora maggiore di bambini può divertirsi ad affrontare la tempesta, riducendo al contempo le emissioni di CO₂ .