A.N.I.P.L.A. Convegno nazionale ENERSIS Aprile 2004

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1 Torna al programma A.N.I.P.L.A. Convegno nazionale ENERSIS Aprile 2004 La gestione dell'energia - soluzioni per l'analisi e la pianificazione dei consumi e l'ottimizzazione dei costi energetici Marcello Di Gregorio Rockwell Automation 1

2 Argomenti che verranno sviluppati 2 Situazione di mercato Punto di vista delle Aziende utilizzatrici di energia I motivi per analizzare i consumi elettrici Giustificazione degli investimenti per l analisi dei consumi Soluzioni per l ottimizzazione dei costi energetici

3 Il punto di vista degli utilizzatori 3 Elementi oggettivi Situazione economica caratterizzata da bassa crescita o addirittura stagnazione Caduta del monopolio energetico Borsa elettrica Esigenze delle Aziende produttrici Ridurre i costi legati alla produzione Utilizzo più efficiente dell energia che è diventata un costo importante nel processo produttivo Energia vista anche legata alla qualità del processo Miglioramento della produttività

4 4 Perché analizzare i consumi Per determinare l incidenza dei costi energetici per unità prodotta Per conoscere la capacità della propria infrastruttura di sopportare incrementi produttivi senza andare incontro a interruzioni energetiche impreviste Per salvaguardare gli impianti produttivi da morti premature di componenti critici imputabili a cattiva qualità dell energia elettrica, sovraccarichi, interruzioni, per evitare costi imprevisti

5 5 I 5 motivi per analizzare i consumi elettrici Verificare la bollette energetiche Allocare i costi dell energia e responsabilizzare le unità aziendali Verificare l efficienza di apparecchiature e sistemi Identificare problemi su apparecchiature e processi Scoprire eventuali opportunità di risparmi energetici

6 6 Come analizzare i consumi Tradizionalmente l elettricità è misurata solo in un punto: il contatore della società distributrice impossibile o molto difficile attribuire i costi È necessario invece analizzare i consumi partendo da misure effettuate con più misuratori distribuiti in punti significativi ed utilizzare un opportuno strumento s/w di analisi e pianificazione dei consumi L utilizzo di un sistema di monitoraggio e di analisi dei consumi non è da considerarsi un costo, ma un investimento

7 7 1 motivo Verifca della bolletta Typical Savings 3-10% Documento normalmente accettato in fede dall Utente Anche piccoli errori possono avere impatti significativi Rafforzare la posizione negoziale nei confronti dell ente erogatore Posizione suffragata dalla presenza di un sistema di monitoraggio consumi Strumenti s/w atti a monitorare il profilo dei carichi Scoprire opportunità di risparmio rinegoziando tariffe in funzione delle necessità energetiche

8 8 2 Motivo Allocazione dei costi Responsabili di stabilimento Acquisti Assegnare i costi energetici sulla base del consumo reale piuttosto che con criteri arbitrari (mq oppure n. di addetti) Utilizzare dati storici per comparazione di diverse tariffe e migliorare il potere negoziale nei confronti delle Utilities Responsabili di reparto-manutenzione Incentivo alla riduzione dei costi energetici nella propria area di responsabilita Responsabili di produzione Determinare l incidenza dell energia sul costo del prodotto e quindi poter ottimizzare il mix produttivo Progettisti dei processi A chi interessa in azienda Includere i costi energetici nella fase di definizione di un processo produttivo

9 2 Motivo Allocazione dei costi 9 Allocare accuratamente i costi energetici su: Fabbrica Reparto Processo Prodotto Ha i seguenti vantaggi: Motiva il management ad ottimizzare e ridurre i costi energetici Evidenzia opportunità per ridurre la domanda di energia Determina l impatto dell energia sul profitto derivante dal prodotto Stimola miglioramenti per un uso più efficiente dell energia

10 3 e 4 motivo garantire la produttività in tutte le condizioni 10 Problemi del tipo: Determinare l efficienza di apparecchiature e sistemi Identificare ed anticipare problemi su apparecchiature e processi Possono essere controllati : Analizzando la qualità dell energia utilizzata (Power Quality Monitoring) Gestendo in anticipo la domanda di energia (Demand Management)

11 Analisi della qualità dell energia 11 A fronte di problemi di qualità dell energia attentamente monitorati: Escursioni di tensione Micro-perdite di energia Perdite di fase Inversione di fase (Phase reversal) Armoniche (IEEE 519, TIF, THD, K factor, crest factor) Si possono definire azioni correttive in anticipo: Inserimento di condensatori per la correzione del fattore di potenza Inserimento di filtri per armoniche Oppure avere una diagnostica immediata a fronte di problemi verificatisi: Avere a disposizione dati per controllo manuale della qualita Riconoscere guasti su motori, azionamenti, ed altre apparecchiature sensibili

12 Gestione domanda approccio tradizionale 12 Load Limit Line Demand (kw) Shed Lowest Priority Load Shed Next Lowest Priority Load Time

13 Sistemi di gestione della domanda energetica Come opera un Sistema per la Gestione della Domanda: Misura la domanda istantanea Proietta dinamicamente la domanda sull intervallo in esame Prende decisioni se la domanda proiettata supera un limite che può essere statico o dinamico Gestisce priorità e puo effettuare acquisti di energia addizionale online Azioni limitative della domanda: Controllo dei picchi o di cogeneratori Interblocco di carichi per evitare consumi simultanei Stacco di carichi non critici Ridurre l assorbimento di alcuni carichi (trimming) 13

14 14 5 motivo Opportunità di risparmi energetici Monitorare ed analizzare i consumi significa anche un opportunità di risparmio energetico, dando risposta alle domande: Chi usa l energia e come la usa? Identificazione degli utilizzatori principali Profilo orario dei carichi Potenza prelevata Risparmi energetici rispetto a che cosa? Documentazione dettagliata dell utilizzo dell energia Poter impostare un piano di risparmio energetico su dati certi e non presunti

15 Come giustificare l investimento: i risparmi possibili 15 È difficile giustificare economicamente gli investimenti in sistemi di monitoraggio prima di aver ottenuto i risparmi È difficile inoltre capire senza dati certi dove sono nascosti i possibili risparmi Tre possibili aree di risparmio (motivazioni a priori ): Risparmi indotti dal semplice fatto di attuare delle misure Risparmi generati da un migliore sistema di contabilità Risparmi generati dall automazione

16 16 Esempi di applicazioni PEMS con dati sul ritorno sull investimento Rockwell Automation fabbrica di LanderHaven Load Profiling & Cost Allocation Monitoraggio qualità energia Caso di un acciaieria in USA Gestione della domanda Controllo della potenza Caso di una cartiera in USA Stacco carichi in emergenza

17 Rockwell Automation Landerhaven 17 Dati generali 470k sq. ft. 40MW, $3M / anno di spesa energetica Benefici operativi Analisi del profilo dei carichi per rinegoziare migliori tariffe con le Utilities L analisi della qualità dell energia ha evidenziato problemi sull alimentazione delle utenze La gestione della domanda ha introdotto azioni preventive durante i picchi estivi Benefici finanziari Valore dell investimento $150K Risparmio di $406K in tre anni solo dal rinegoziare tariffe Ritorno dell investimento inferiore a 14 mesi

18 Acciaieria in USA 18 Dati energetici 90MW & $2.7M /mese Benefici operativi Migliorata l affidabilità generale del processo Migliorato fattore di potenza Ridotti sbalzi di tensione Benefici finanziari Valore dell investimento = $300K Risparmio ottenuto: oltre 1M$/anno derivante da riduzione della domanda di energia Ritorno dell investimento inferiore a tre mesi

19 Cartiera in USA Stacco carichi 19 Dati dell impianto Generatore di vapore da 15MW 3-6 shutdowns non previsti /anno con con conseguenze sull intero impianto Benefici operativi Il sistema di ESD è intervenuto 3 volte nel primo anno Tale intervento ha prevenuto interruzioni accidentali dell intero ciclo produttivo Benefici finanziari Valore dell investimento: $350K Tale valore recuperato totalmente in due interventi del sistema ESD Ritorno dell investimento del 150% nel primo anno di operatività

20 Architettura per Energy Management 20 Local RSEnergyMetrix Client RSEnergyMetrix Server Remote RSEnergyMetrix Client PM3000 PM3000 Local RSEnergyMetrix Client WAN / Intranet / Internet Local RSEnergyMetrix Client 3rd Party PM's PM3000 PM3000 PM3000

21 21 Misuratori Famiglia AB PowerMonitor 3000 Dati di misura real-time: Corrente e Tensione Watts, VARs e VA Fattore di potenza kwh e kvarh Domanda e Domanda di picco Trend Log Event Log Min/max Log 10 setpoint configurabili Distorsione armonica totale ANSI C12.16

22 Misuratori Funzionalità avanzate 22 PowerMonitor 3000 Funzionalità avanzate Rilevamento Sag e Swell Analisi sulle singole armoniche Funzione oscillografo Più setpoints (fino a 20) Maggiore capacità del log eventi F/w aggiornabile via flash Accuratezza maggiore nelle misure Tensione Corrente: ± 0.05% Potenza (watts, vars, va, energia) ± 0.1% ANSI C12.16

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24 24 RSEnergyMetrix - Introduzione RSEnergyMetrix: È una suite completa e scalabile di software per la gestione dell energia Completa gestione delle informazioni relative all energia Raccoglie, analizza, memorizza e condivide dati energetici attraverso l intero sistema informativo aziendale È basato su architettura client-server, e su tecnologia web Microsoft.NET per la comunicazione dei dati attraverso la rete aziendale

25 25 Funzionalità di RSEnergyMetrix Perché RSEnergyMetrix? Mette in correlazione i costi energetici con i costi di produzione Fornisce un accurata contabilità dei costi, basata sui consumi energetici. Genera svariati report e grafici ripartiti per processo produttivo, reparto, fabbrica o intera impresa È un supporto per l ottimizzazione del procurement di energia, consentendo di negoziare tariffe più vantaggiose Aiuta a prendere decisioni sulla capacità dell impianto elettrico Consente di prevenire interruzioni non desiderate Consente di ottenere significativi risparmi con un minimo di capitale investito

26 26 RSEnergyMetrix - Vantaggi Scalabile e flessibile nelle comunicazioni Funzionalità base Profilo del carico Allocazione costi Analisi tariffe Report e grafici base Funzionalità addizionali Connettività OPC con apparecchiature di misura Report e grafici avanzati Analisi qualità energia

27 Rockwell Automation Energy Solutions 27 Cosa può dire Rockwell Automation in questo ambito.. Aiutiamo i Clienti a comprendere gli obiettivi aziendali legati all utilizzo dell energia Possiamo fornire un ampia gamma di prodotti/soluzioni per la gestione dell energia Siamo in grado di dimostrare (casi concreti) l entità del risparmio energetico e del ritorno degli investimenti Monitor Analyze Control

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