Metodologie dell Audit Energetico

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1 Metodologie dell Audit Energetico Ing. Melchiorre Casisi, Ph.D. Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Gestionale e Meccanica Università degli Studi di Udine Udine, 8 luglio 2011

2 Audit e strategie per la razionalizzazione Che cosa significa Audit Energetico? E un analisi energetica approfondita condotta attraverso sopralluoghi presso la sede di un Ente e con contestuale esame di documenti per conoscere e quindi intervenire efficacemente sulla situazione energetica con l obiettivo di perseguire un risparmio energetico. Per risparmio energetico s intende quella operazione tecnologica che si ripromette l obiettivo di ottenere la stessa produzione di beni e servizi, ovvero lo stesso beneficio, con un minor consumo di energia 2

3 Audit e strategie per la razionalizzazione A precedere l Audit Energetico è l Indagine Energetica Preliminare che consiste nella: - raccolta ed elaborazione dei dati storici di consumo energetico attribuibile agli impianti o alle sezioni d impianto interessate; - analisi dei risultati dell elaborazione dei dati mediante confronto tra questi e quelli provenienti da analisi di altri Enti analoghi. Questo complesso di operazioni forma l oggetto della Contabilità Energetica Sulla base dei risultati dell Indagine Energetica Preliminare può essere deciso l Audit Energetico dell Ente. M. Casisi- Metodologie dell audit energetico Udine, 8 luglio

4 Audit e strategie per la razionalizzazione La Contabilità Energetica è rappresentata dal complesso di operazioni per la registrazione periodica dei consumi energetici su schede predisposte, e organizzata per centri di consumo, per tipo di energia, di servizio ecc. Il passo successivo è la determinazione degli Indici Energetici, intesi come consumi specifici riferiti ad un servizio fornito. Il controllo continuo e regolare dell andamento di tali indicatori permette di intervenire tempestivamente per mantenere il sistema energetico entro i limiti stabiliti dall Energy Manager dell Ente. M. Casisi- Metodologie dell audit energetico Udine, 8 luglio

5 Audit e strategie per la razionalizzazione L Audit Energetico si pone l obiettivo: - di capire in che modo l energia viene utilizzata, quali sono le cause degli eventuali sprechi ed eventualmente quali interventi possono essere suggeriti all utente, ossia un piano energetico che valuti non solo la fattibilità tecnica ma anche e soprattutto la fattibilità economica delle azioni proposte; - di raccogliere i dati di consumo e costo energetico, dati sulle utenze elettriche, termiche, frigorifere, acqua (potenza, fabbisogno/consumo orario, fattore di utilizzo, ore di lavoro) etc.. 5

6 Audit e strategie per la razionalizzazione La raccolta dei dati energetici può essere riassunta nelle seguenti fasi: - individuazione del fabbricato, dell impianto per i quali viene eseguita l Audit; - raccolta di disegni, schemi funzionali, caratteristiche delle apparecchiature, contratti e fatture di energia elettrica e gas, ed ogni elemento utile atto a definire le condizioni per le quali il sistema è stato progettato; - raccolta, per ciascun fabbricato e/o impianto in esame, dei dati di produzione, distribuzione, consumo di energia elettrica, termica e frigorifera. 6

7 Audit e strategie per la razionalizzazione Sulla base delle informazioni ed i dati raccolti sarà possibile procedere alla ricostruzione dei modelli energetici (bilanci e flussi energetici). Da tali modelli sarà possibile ricavare la ripartizione delle potenze e dei consumi per tipo di utilizzo (illuminazione, condizionamento, freddo per processo e per condizionamento, aria compressa, altri servizi, aree di processo), per centro di costo, per cabina elettrica e per reparto, per fascia oraria e stagionale. - La situazione energetica, così inquadrata, viene analizzata criticamente ed in confronto con parametri medi di consumo al fine di individuare interventi migliorativi per la riduzione dei consumi e dei costi. 7

8 Audit e strategie per la razionalizzazione Dopo avere effettuato l Audit Energetico e prima di effettuare, lo studio di fattibilità, il progetto esecutivo e dare avvio alla realizzazione dell intervento di risparmio energetico è necessario avviare la Verifica di Compatibilità dell intervento. La Verifica di Compatibilità dell intervento riguarda gli aspetti tecnici, economici e finanziari, i vincoli impiantistici esistenti, ecc. 8

9 Audit e strategie per la razionalizzazione L Audit Energetico, quindi, costituisce il preludio che precede l avvio di un qualsiasi progetto finalizzato all'ottenimento di una maggiore efficienza e risparmio energetico. In base all Audit Energetico sarà possibile definire in anticipo se un intervento di risparmio energetico possa risultare fattibile e conveniente, sia dal punto vista tecnico che economico. 9

10 Proposte d intervento Gli Interventi di Risparmio Energetico che è possibile realizzare si possono qui brevemente sintetizzare: adozione di sistemi di cogenerazione e trigenerazione; solare termico per produzione acqua calda; fotovoltaico per edifici; sostituzione caldaia (tipologia a condensazione e taglia adeguata all utenza); condizionamento e riscaldamento a pompa di calore con acqua di falda o simile; 10

11 Proposte d intervento telecontrollo degli impianti termici in funzione della temperatura esterna e di altri parametri; sistemi di contabilizzazione del calore; sistemi di schermatura esterna per la riduzione del carico estivo di condizionamento; coibentazione e sostituzione di infissi con altri a doppi vetri o a guadagno solare; sistemi di illuminazione ad alta efficienza; 11

12 Proposte d intervento rifasamento elettrico presso l utenza; semafori a led; uso di apparecchiature informatiche a basso consumo; elettrodomestici ad alta efficienza; motori elettrici ad alta efficienza e a velocità variabile impiego di sistemi di regolazione e di gestione dei consumi. M. Casisi- Il risparmio energetico nei comuni Udine, 8 luglio

13 Esempi di Audit Energetico: -Camera di Commercio di Pordenone -Stabilimento di Porcia 13

14 Es.: Auditing per la Camera di commercio di Pordenone Analisi dei dati di consumo elettrici Energia elettrica consumata (kwh) Ufficio agevolazioni ufficio agevolazioni gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Mesi dell'anno Energia elettrica consumata (kwh) PN legge PN legge gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Mesi dell'anno 14

15 Es.: Auditing per la Camera di commercio di Pordenone Analisi dei dati di consumo: gas metano Sede Camerale e Palazzo Mantica sede camerale gas consumato[mc] gen - feb feb - mar mar - apr apr - mag mag - giu giu - lug lug - ago Mesi dell'anno ago - set set - ott ott - nov nov - dic dic - gen Lab. metrico Lab. Metrico gas consumato [mc] dic - feb feb - apr apr - giu giu - lug lug - ott ott - dic Mesi dell'anno 15

16 Es.: Auditing per la Camera di commercio di Pordenone Fabbisogno potenze termiche per gli edifici interessati Vetrata [kw] Soffitti (interni) [kw] Pavimenti su terra [kw] Tetti [kw] Pavimenti esterni [kw] Pareti [kw] Pavimenti interni [kw] Partizioni (interne) [kw] Porte e bocchette di ventilazione [kw] Ventilazione esterna [kw]

17 Es.: Auditing per la Camera di commercio di Pordenone Interventi proposti: 1. Sostituzione del gruppo frigo 2. Installazione di un gruppo CHP integrato con assorbitore Microturbine (2x65kW) Assorbitore Torre evaporativa 17

18 Es.: di PordenoneAuditing per la Camera di commercio Interventi proposti: Installazione di una Pompa di calore ad alta efficienza In sostituzione dell attuale gruppo di refrigerazione e delle caldaie, (visto le basse temperature di mandata dell impianto di riscaldamento) si può impiegare una pompa di calore acqua-acqua reversibile 18

19 Es.: di PordenoneAuditing per la Camera di commercio Interventi proposti: Installazione di un impianto fotovoltaico 19

20 Es.: Auditing per la Camera di commercio di Pordenone Interventi proposti: Sostituzione delle lampade ad incandescenza con altre a basso assorbimento. Tipo di intervento Risparmio stimato annuo Led 7.284,00 Lampade fluorescente e alogene a basso consumo 1.962,00 20

21 Es.: Auditing per lo stabilimento Elettrolux di Porcia Nell ufficio sono presenti 2 finestre e 11 lamppade della potenza di 4x18 W 21

22 Es.: Auditing per lo stabilimento Elettrolux di Porcia In questo esempio si propone all azienda di sostituire le lampade esistenti con lampade con maggiore efficienza energetica a parità di illuminazione. Il risparmio di una lampada è pari a 16 W, con l intervento di sostituzione di 11 lampade presenti nell ufficio il risparmio annuale (280 giorni, 8 ore) è stimato kwh pari a Lamp 4x18 W Lamp 4x14 W 22

23 Vantaggi della Generazione Distribuita: l Vicinanza impianto di generazione - utenza l Possibilità di co-generazione elettricità e calore l Adatta utilizzo delle fonti rinnovabili (bassa densità energetica) l Adatta per piccoli impianti (Mini e Micro) l Riduzione globale delle emissioni

24 Ottimizzazione della configurazione e della gestione di sistemi di generazione distribuita integrati con microreti di teleriscaldamento l Metodo di ottimizzazione basato su modelli MILP dei cogeneratori, della rete e dei vincoli economici e ambientali. l Caso di studio di 6 edifici pubblici situati nel centro storico di Pordenone: 1.Municipio 2.Teatro 3.Biblioteca 4.Scuola elementare 5.Casa per anziani 6.Ex Monastero 24

25 Descrizione del modello l Comprende diverse tecnologie CHP e svariate utenze. l E basato su una super struttura, composta da tutte le possibili unità CHP e da tutti i possibili rami di rete. l Il modello determina: o Il numero, il tipo e il livello di carico (nel tempo) di ciascun motore primo. o Il numero di pannelli termici e PV in ogni edificio, o Il lay-out, le dimensioni e il livello di carico (nel tempo) delle micro reti. Fuel TG TG 1 TG 2 TG 3 TG 4 Fuel boiler Fuel Engine Pbuy Pel Qcog electric grid connection Boiler Pel Cogeneration ENGINE Psel Qk-v node v Ppv Qtot Q ICE Qv-k PV panel Qst node k ST panel Qdem node z Pdem Qk-w 25 ENERGY USER k Qw-k node w

26 Esempio di risultati In uno scenario considerato (tariffe, incentivi, ecc.) la soluzione ottima prevede: il MCI nell edificio 2, una MTG nell edificio 5, 2 microreti (2-3-4; 5-6), un risparmio di oltre /anno sul costo della bolletta energetica, un IRE di circa il 19%, una riduzione delle emissioni di CO 2 pari a circa t/anno. P el η el η th Fuel Q cog [kw] [%] [%] [kw] [kw] Microturbine Capstone C 60 54,9 26,2 52,2 209,5 109,4 39,9 24,2 56,4 164,9 93,0 24,8 20,0 56,7 124,0 70,3 Jenbacher GE JMS 312 GS-NLC ,9 47, ,7 48, ,0 49,

27 Grazie per la Vostra attenzione Ing. Melchiorre Casisi, Ph.D. Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Gestionale e Meccanica Università degli Studi di Udine Udine, 8 luglio