Efficienza energetica: Progetti di Ricerca e Direttive Europee

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1 Simonetta Fumagalli - ENEA UTTEI-SISP Efficienza energetica: Progetti di Ricerca e Direttive Europee CORSO: RISPARMIO ENERGETICO NELL'ILLUMINAZIONE Politecnico di Milano DIPARTIMENTO INDACO Milano, 30 gennaio 2013

2 Legislazione Ecodesign ed Etichettatura Energetica EUROPA Legislazione relativa a requisiti di efficienza energetica su prodotti di illuminazione Ecodesign Etichettatura energetica

3 Etichettatura Energetica spinge il verso prodotti più efficienti classifica i prodotti del mercato sulla base di caratteristiche energetiche dàun criterio di scelta ai potenziali compratori e quindi indirizza verso scelte consapevoli Ecodesign trascina il mercato verso prodotti più efficienti requisiti minimi -di efficienza e altri - per l'immissione sul mercato dei nuovi prodotti

4 Direttiva Ecodesign e Regolamenti attuativi Definisce un quadro normativo generale e stabilisce le regole per la definizione dei requisiti tecnici, emanati mediante regolamenti attuativi, ai quali i produttori di dispositivi dovranno attenersi, già in fase di progettazione, per incrementare l efficienza energetica e ridurre l impatto ambientale negativo dei propri prodotti durante tutto il loro ciclo di vita (produzione uso fine vita). "Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 establishing a framework for the setting of ecodesign requirements for energy-related products." Regolamento (CE) n. 244/2009 : Misura di implementazione per le lampade non direzionali di uso domestico (Domestic Lighting Part 1), emendato dal Regolamento CE 859/2009. Regolamento n. 245/2009: Misura di implementazione per l illuminazione nel settore terziario, emendato dal Regolamento CE 347/2010. Regolamento n. 1194/2012: Misura di implementazione per lampade direzionali, LED e relative apparecchiature

5 Ecodesign. Studio preparatorio Elementi importanti nel ciclo di vita di un prodotto: selezione e impiego di materie prime fabbricazione imballaggio, trasporto e distribuzione installazione e manutenzione uso fine vita consumo di materiali, energia, acqua ed altre risorse emissioni in aria, acqua e suolo inquinamento, rumore,vibrazioni, radiazioni, campi elettromagnetici generazione prevista di rifiuti possibilità di reimpiego, riciclaggio e recupero materiali (Direttiva WEEE) Impatto sull'ambiente prodotti illuminazione: soprattutto durante fase di utilizzo in piccola parte durante produzione e smaltimento Grafico ELC

6 Ecodesign. Misura di esecuzione: Regolamento attuativo Le misure di esecuzione devono: non avere un significativo impatto negativo sulla funzionalità del prodotto non avere incidenza negativa sull ambiente, sulla salute e la sicurezza dell utilizzatore non avere ripercussioni negative sui consumatori a riguardo dell accessibilità economica ed il costo del ciclo di vita del prodotto non avere effetti negativi sulla competitività dell industria non imporre ai costruttori una tecnologia proprietaria non imporre oneri amministrativi eccessivi essere verificabili essere accompagnate da linee-guida Immissione sul mercato e messa in servizio I prodotti oggetto di una misura di esecuzione possono essere immessi sul mercato ed in servizio solamente se ottemperano a tale misura e sono muniti di marcatura CE

7 Ecodesign. I prodotti oggetto di misure Lampade non direzionali per uso domestico (CFL-i, a filamento, LED) Lampade fluorescenti senza alimentatore integrato, lampade a scarica ad alta intensità e di alimentatori e apparecchi di illuminazione in grado di far funzionare tali lampade Lampade LED (Direzionali e per le Non direzionali si aggiungono dei requisiti prestazionali) Moduli LED Lampade direzionali (di tutte le tecnologie) Unità di alimentazione per lampade a filamento Unità di alimentazione per lampade LED Dispositivi di controllo per lampade (Interruttori, dimmers, sensori) Apparecchi di illuminazione per lampade a filamento, CFL-i e LED 244/ / /2012

8 Per l'utente finale: le informazioni di prodotto Le informazioni sull imballo (reg.244/2009) Come si smaltiscono le lampadine Modulazione della luce Temperatura di funzionamento Dimensioni Colore della luce (temperatura di colore correlata) Efficienza energetica Durata Numero di accensioni prima di un guasto Temperatura di funzionamento Tempi di avvio Emissione luminosa (in lumen)

9 L etichettatura energetica comunitaria Direttiva 2010/30/UE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 19 maggio 2010 concernente l indicazione del consumo di energia e di altre risorse dei prodotti connessi all energia, mediante l etichettatura ed informazioni uniformi relative ai prodotti (rifusione della Direttiva 92/75/CEE) In Italia: Recepimento della Direttiva 2010/30/UE con D.Lgs 104/2012, Gazzetta Ufficiale n. 168 del 20 luglio 2012

10 L Etichetta Energetica vecchia e nuova prodotti con la vecchia etichetta: forni elettrici lavasciugatrici, asciugatrici (fino al 28 maggio 2013) sorgenti luminose (fino al 31 agosto 2013) prodotti con la nuova etichetta: apparecchi per la refrigerazione domestica incluse le cantinette per il vino, lavatrici, lavastoviglie, televisori, condizionatori d aria asciugatrici (dal 29 maggio 2013), sorgenti luminose, apparecchi di illuminazione (dal 1 settembre 2013)

11 L Etichetta Energetica in breve Efficienza energetica dei prodotti classificata mediante la creazione di classi di efficienza energetica Classi da A a G o da A+++ a D A (o A+++) è la più efficiente e G (o D) la meno efficiente L etichetta contiene inoltre informazioni su caratteristiche tecniche (per es: volumi dei frigoriferi) prestazioni funzionali (per es: efficienza di centrifuga per le lavatrici) La classificazione è rivista quando: una quota importante di prodotti sul mercato appartiene alle due migliori classi di efficienza energetica e sono possibili risparmi aggiuntivi attraverso un ulteriore differenziazione dei prodotti se i prodotti sono quasi tutti nella stessa classe, l'utente finale non è più aiutato nelle scelte se non c'è possibilità di risparmi aggiuntivi, non ha senso la revisione

12 Principali elementi della nuova etichetta energetica Ambito di applicazione: prodotti connessi all energia In principio solo 7 classi. Possibile un numero maggiore se necessario Classificazione principale per l efficienza energetica. Possibili ulteriori classificazioni per prestazioni funzionali (cioè di tipo non energetico) Scala aperta con 3 nuove classi: A+, A++, A+++ per l efficienza energetica Obbligo di dichiarazione del rumore Uso di pittogrammi neutralità linguistica Schede di prodotto (fiche) e documentazione tecnica più complete Obbligo di fornire la classe di efficienza energetica nella pubblicità quando si indica il prezzo o le caratteristiche tecniche dei prodotti Non tutte le classi sono popolate per effetto dei requisiti di ecodesign

13 Si applica a: L etichetta energetica "vecchia" per le sorgenti luminose Direttiva 98/11/CE della Commisione del 27 gennaio 1998 che stabilisce le modalità d'applicazione della Direttiva 92/75/CEE del Consiglio per quanto riguarda l'etichettatura indicante l'efficenza energetica delle lampade per uso domestico lampade elettriche per uso domestico alimentate direttamente dalla rete (lampade ad incandescenza e fluorescenti compatte integrali) lampade fluorescenti per uso domestico (incluse le lampade fluorescenti lineari e compatte non integrali) anche se commercializzate per uso non domestico

14 L etichetta energetica "nuova" per le sorgenti luminose e gli apparecchi di illuminazione Regolamento delegato (UE) N. 874/2012 della Commisione del 12 luglio 2012 che integra la Direttiva 2010/30/UE del Parlamento europeo e del Consiglio per quanto riguarda l'etichettatura indicante il consumo di energia delle lampade elettriche e degli apparecchi di illuminazione. oltre all'utilizzatore finale è definito anche il detentore finale: gli allievi di una scuola sono utilizzatori finali ma non decidono che lampade o apparecchi acquistare nell'illuminazione per uso domestico il detentore finale coincide con l'utilizzatore finale (di solito) fornitori e rivenditori hanno obblighi diversi in base al tipo di vendita (in un punto vendita, su catalogo...) e al tipo di destinatario (utilizzatore finale oppure no) campo di applicazione allineato, per quanto possibile, alle attuali misure di attuazione di Ecodesign documentazione tecnica più completa della "vecchia"

15 L etichetta energetica "nuova" per le sorgenti luminose esposte in punti vendita etichettatura energetica estesa alle lampade direzionali e a quelle definibili come professionali introdotte classi A+ e A++, eliminate classi F e G diverse possibilità grafiche: spazio disponibile informazioni presenti in base a regolamenti Ecodesign versione monocromatica o a colori date: facoltativa dal 16 ottobre 2012 obbligatoria dal 1 settembre 2013 (sarà abrogata la "vecchia") produttori e rivenditori di lampade "new entry" nell'etichettatura (campo di applicazione esteso rispetto alla vecchia) hanno tempo fino al 1 marzo 2014 per rinnovare le scorte e preparare il materiale informativo richiesto

16 L etichetta energetica "nuova" per gli apparecchi di illuminazione esposti in punti vendita date: facoltativa dal 16 ottobre 2012, obbligatoria dal 1 settembre 2013 (sarà abrogata la "vecchia"). Proroga al 1 marzo 2014 non sempre applicabile per requisiti di Ecodesign redatta nella pertinente versione linguistica classi di efficienza energetica delle lampade che l utente può sostituire

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19 IEA TASK nazioni hanno manifestato interesse. Per Italia, Poli. di Torino, SAPIENZA University Rome, ENEA To accelerate retrofitting of daylighting and electric lighting solutions in the nondomestic sector using cost - effective, best practice approaches, which can be used on a wide range of typical existing buildings IEE ESOLI Energy Saving Outdoor Lighting periodo: The overall objective of ESOLi is to foster the extended use of intelligent lighting systems in outdoor areas and to remove barriers for a large scale technology roll-out. IEE PREMIUMLIGHT Top quality energy efficient lighting for the domestic sector 11 partners. Per Italia, Poli. Milano - Dipartimento di Energetica (eerg) Periodo: maggio 2012 ottobre 2014 Facilitate the transition to efficient high quality lighting solutions in households and thereby support the new legal instruments at the EU level

20 CITY 2.0. LO SMART RING A L AQUILA: L OCCASIONE DELLA RICOSTRUZIONE La casa dello studente, L Aquila Rinascere dalla smart city

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23 Progetto di un prodotto di illuminazione e realizzazione di prototipi ( ) Design per urban beautification Contestualizzazione Modulo Dematerializzazione Superficie planare Multilayer Flessibilità Parassitismo

24 Modulo autonomo, protetto dall ingresso di polveri e acqua, termicamente dissipato, connesso con il sistema di alimentazione esterno; riconfigurabile in base alle esigenze sia rispetto ai LED (tipologia) che alle LENTI.

25 CONCEPT

26 WiNDY PLUS

27 Esempio: Installazione a 4.50 m Contesto d uso: strade strette di centri storici in cui l utente prevalente sia il pedone, a palo oppure lungo le cornici degli edifici, oppure in piazze e spiazzi. Fotometrie: asimmetriche o rotosimmetriche oppure completamente variabili in dipendenza dal contesto d uso.

28 SPD CCT = 5013 K CRI = 71 Apparecchio stradale 12 led con ottica integrata: 1-PLUS (Cree + lenti DW) 2-PLUS (Cree + lenti DN) Dimensioni [mm]: 235x120x35 Dimensioni area luminosa [mm]: 115X165 Tipo e potenza lampada [W] 12 LED 12 W Flusso [lm]: 1100 Design: Poli. Milano Dip.InDACO Realizzazione: CROSSPOINT

29 Tecnologie smart per l integrazione della illuminazione pubblica con altre reti di servizi energetici e loro ottimizzazione (M.Annunziato) DESIGN/INTEGRATION SMART LIGHTING SMART BUILDING SMART MOBILITY Modelli SMART TOWN Rete illuminazione come struttura portante per un modello di Smart Town

30 L ARCHITETTURA DI RIFERIMENTO Urban Sensor Networks CITY CLOUD

31 SMART LIGHTING & MOBILITY TRAFFIC AND PEOPLE MONITORING CITY CONTROL ROOM INFOMOBILITY

32 Sviluppo di un sistema di controllo intelligente ( ) supera il concetto della semplice regolazione di flusso (alimentazione ridotta della linea elettrica durante le ore notturne per risparmiare energia) può adattarsi punto punto alle condizioni di fruizione di un distretto (es: paese, quartiere urbano, distretto servizi/industriale), per massimizzare il risparmio energetico Realizzato prototipo

33 Smart Lighting: predire la domanda di luce Energy on Demand Predizione della domanda di luce! Ensembling ( assemblea di reti neurali ) Qualificato su dati Terni: 3 % di errore per predire la richiesta nell ora successiva!

34 Il "lampione intelligente" Il modulo PLUS (Smart Sensing)

35 PLUS SENSE: ricerca progettuale e realizzazione 2011 PLUS vs SMART: EYESENSE PLUS Situazione urbana notturna: un pedone che percorre una strada ha bisogno di sicurezza e orientamento nella strada Concetto: inserire,videocamera IP dimmerare opportunamente uno o più apparecchi.. Il collegamento in rete permette altri servizi (es. vigilanza)

36 Caratteristiche prototipo PLUS SENSE completo e funzionante integra i moduli PLUS installabile in maniera sperimentale Fasi operative Progettazione di massima del modulo PLUS SENSE Identificazione e selezione componenti di controllo videocamera gestione elettronica Modifica eventuale e integrazione del precedente progetto Design dimensionale e funzionale del modulo del sistema di aggancio Realizzazione del prototipo Prove sperimentali

37 La composizione di PLUS SENSE Motore luminoso (2) LED Driver (2) Alimentatore (2) Videocamera IP Sistema di gestione e controllo Elementi strutturali PLUS LED DRIVER(on board): RECOM modello RCD con dimming digitale o analogico (1-10 V) (nel corpo dell'apparecchio): MEAN WELL modello LPF con tensione di 42 V AXIS M5014 Telecamera mini PTZ (brandeggiabile) a colori da interno IP51. UMPI Elettronica: 1 centralino di telecontrollo Andros per quadro elettrico con 1 circuito monofase (Andros CMS, Andros TR, Andros PLS, PAROS, Cap3, PHIL 30D) 1 dispositivo di controllo apparecchio a LED SYRA E 2 Bridge BPL Neri S.p.A., realizzazione su misura

38 Il prototipo realizzato

39 PLUS ME: ricerca progettuale

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44 Distribuzione fotometrica simulata del singolo modulo (8 LEDs CREE XM-L alimentati alla corrente di 1.2 A)

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48 The end