PROGETTO ZEUS ZERO EMISSION URBAN SOLUTIONS SISTEMI INDUSTRIALI

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1 PROGETTO ZEUS ZERO EMISSION URBAN SOLUTIONS SISTEMI INDUSTRIALI

2 160 anni di esperienza dedicati al futuro La nostra storia parla chiaro: in tutti questi anni abbiamo cercato le soluzioni migliori per rispondere alle esigenze del mercato. Esigenze sempre nuove che per noi hanno rappresentato appassionanti sfide. Abbiamo saputo evolverci, cercando soluzioni tecnologiche innovative che hanno permesso al nostro Gruppo di diventare uno dei leader mondiali nell automazione industriale. Oggi mettiamo il nostro prezioso repertorio di conoscenze al servizio di una grande nuova mission: l utilizzo intelligente dell energia. Una scelta strategica che ne siamo certi si rivelerà vincente per noi, ma soprattutto per il futuro dell ambiente. Considerare il risparmio energetico come una fonte alternativa, ci spinge a trovare soluzioni tecnologiche all avanguardia, in cui efficienza e razionalità diventano le basi su cui fondare il mondo di domani. 1

3 ZEUS: La sfida delle infrastrutture verdi Nel 2008 Nidec ASI ideò il suo progetto ZEUS, ossia Zero Emissions Urban Solutions, ipotizzando che il modello ideale dello sviluppo urbano fosse rappresentato dalla realizzazione di un infrastruttura autosufficiente, pulita, verde e dai costi contenuti. Oggi ciò significa ripensare il modo di produrre, trasmettere e consumare energia elettrica, non solo per ridurre i costi ma per ottenere benefici legati alla riduzione del rumore e dell inquinamento. Con la propria tecnologia, Nidec ASI è in grado di portare avanti molte delle più importanti sfide legate allo sviluppo di un infrastruttura che riduce sensibilmente le emissioni di CO 2, migliorando la qualità della vita per le generazioni presenti e future. Il progetto ZEUS si articola in quattro punti: Efficienza energetica Ammodernamento degli impianti ed ottimizzazione dei consumi energetici grazie all installazione dell elettronica di potenza volta al controllo della velocità dei motori e al miglioramento della power quality nella trasmissione e distribuzione per minimizzare le perdite. Fonti rinnovabili Immissione di nuove fonti di energia rinnovabile nella rete locale allo scopo di ridurre sia la dipendenza energetica che i costi e di migliorare le condizioni ambientali. Trasporti elettrici Implementazione di sistemi elettrici per i trasporti per ridurre le emissioni nocive di CO 2 e NO X. Risparmio energetico Lo sviluppo di un economia sostenibile è possibile attraverso i 3 punti del progetto Zeus. Ma non basta. Serve un quarto punto: il cambiamento di mentalità dei cittadini che devono abituarsi a condurre uno stile di vita diverso, volto al risparmio energetico. 2 3

4 Cambiare prospettiva: dallo stato dell arte alla tecnologia su misura... Durante il proprio mandato, un governo si trova ad affrontare i problemi legati alle infrastrutture, individuando soluzioni dai costi contenuti. Per giustificare gli investimenti nello sviluppo delle infrastrutture in questa crisi finanziaria, tutti gli attori politici sono chiamati a coniugare una visione a lungo termine con risultati tangibili nel breve periodo. Uno dei maggiori problemi in tutto il mondo riguarda lo sviluppo di un economia sostenibile con un impatto minimo sull ambiente. Per Nidec ASI la soluzione risiede nell incremento dell efficienza energetica attraverso l uso delle tecnologie esistenti. Molti governi investono ingenti somme di denaro in tecnologie spesso non testate per il solo fatto che vengono presentate come lo stato dell arte. La tecnologia più recente o la più costosa non sempre è la tecnologia migliore per raggiungere gli obiettivi desiderati. Occorre focalizzarsi su ciò che serve e non su ciò che seduce, lo stato dell arte in questo settore deve essere sinonimo di risultati tangibili. Individuare la soluzione più vantaggiosa, volta al miglioramento dei risultati, implica un analisi attenta delle esigenze prendendo in considerazione lo stato dell esistente e lo sviluppo del ciclo di vita dell infrastruttura. Questo è il punto di vista che Nidec ASI ha sempre proposto: un vantaggio economico legato al risparmio energetico. Il cuore delle nostre soluzioni: l efficienza energetica e l affidabilità, sfruttando l esperienza nell elettronica di potenza e nei motori & generatori elettrici, abbiamo realizzato Smart Energy. ARTICS Smart Energy rappresenta un'innovazione eccellente nel settore dell'uso efficiente dell energia elettrica. ARTICS Smart Energy gestisce l energia all'interno di una micro-rete, e consente un integrazione intelligente dei generatori e dei carichi ai fini di migliorare l efficienza energetica, di sfruttare al massimo, ove possibile, le fonti rinnovabili e di produrre un risparmio energetico. ARTICS Smart Energy è inoltre progettato per garantire un elevato grado di stabilità della rete contenendo le fluttuazioni di produzione di energia tipiche delle sorgenti rinnovabili, principalmente eolico e fotovoltaico. 4 5

5 Progetto ZEUS Il connubio perfetto tra una visione a lungo termine e risultati tangibili nel breve periodo... Smart Energy consente l integrazione dei generatori e dei carichi gestendo i flussi di energia elettrica in modo ottimale onde garantire un effettivo risparmio energetico. Il know-how aziendale copre la fornitura di: 1 Impianti solari chiavi in mano, inverter 4 Sistemi di propulsione elettrica e Active Front End per connessioni stabili tra generazione on-board, thrusters. la rete e le fonti di energia rinnovabile. 2 Sottostazioni chiavi in mano (HV/HV; HV/LV), sistemi Static Var, Active Harmonic Filtering, alimentazione dell'energia per BEV e PHEV. 5 Soluzioni ship-to-shore. 3 Variable speed drives, motori e generatori elettrici, revamping dei componenti esistenti per incrementare l'efficienza energetica, sistemi di gestione dell'energia. 6 Generatori elettrici per applicazioni eoliche fino a 5MW. Nidec ASI è inoltre in grado di fornire generatori elettrici per la generazione distribuita da fonti quali idroelettrico, biomasse ed impianti di cogenerazione fino a 50 MVA. Smart Energy

6 Efficienza energetica Soluzioni per ottimizzare l efficienza energetica... Inverter Nidec ASI Uno dei campi applicativi su cui la nostra attività di R&S si è concentrata riguarda il controllo della portata dei fluidi, vale dire l insieme dei processi produttivi che utilizzano pompe, compressori e ventilatori. Questo settore è particolarmente interessante perché fornisce i risultati più significativi in termini di risparmio energetico. LA DISPERSIONE CON I MOTORI A VELOCITÀ FISSA Comunemente le macchine centrifughe hanno bisogno di utilizzare dispositivi meccanici come valvole e serrande per regolare la portata del fluido, poiché sono azionate da motori elettrici a velocità fissa. I dispositivi meccanici intervengono per causare le necessarie cadute di pressione che hanno come conseguenza una variazione di portata. La presenza di questi organi di regolazione, però, richiede un maggior consumo di potenza rispetto a quanto strettamente necessario: ne deriva una significativa dispersione di energia. GLI INVERTER E LA VELOCITÀ VARIABILE Nidec ASI è riuscita a mettere a punto una serie di dispositivi chiamati inverter in grado di regolare i giri di un motore elettrico, eliminando il consumo di energia extra. Gli inverter sono delle apparecchiature elettroniche in grado di produrre in uscita una tensione di frequenza e ampiezza regolabili a piacere. In questo modo, il motore assorbe solo il quantitativo di energia strettamente necessario. Gli inverter, messi a punto da Nidec ASI, sono basati su tecnologia NPC (Neutral Point Clamped) con semiconduttori di ultima generazione IGCT e IGBT. Ventilatore aria comburente Nel caso di un gruppo termico da 320 MW che utilizza due ventilatori aria comburente da 2 MW ciascuno, è possibile calcolare un risparmio annuo di kwh per ventilatore, pari a un totale di kwh per il gruppo termico. Considerato un prezzo medio dell energia di 0,065 Euro/kWh, si ottiene un risparmio del valore di Euro. PRESSURE Energy used by the process Working point Characteristic curve of the fan or pump at reduced speed Characteristic curve of the fan or pump at max speed Hydraulic circuit characteristic curve FLOW RATE Curva portata-pressione per la macchina centrifuga a velocità variabile. In evidenza l energia usata solo dal processo Motor power (kw) Power required by the fan at fixed speed Power required by the fan at variable speed Generated power (MW) Ventilatore aria comburente a velocità fissa e variabile. Pompa per condensato Nel caso di una pompa da kw si può calcolare un risparmio annuo di circa kwh. Se consideriamo che il prezzo medio per l energia è 0,065 Euro/kWh, il risparmio ha un valore di Euro per ogni pompa. FACILITÀ DI IMPIEGO Gli inverter possono essere usati sia per installazioni esistenti che per nuove applicazioni. Grazie alle comode soluzioni in container, gli inverter di Nidec ASI possono essere installati in qualsiasi situazione esistente, senza il bisogno di cambiare il motore. Inoltre sono dispositivi motor friendly, vale a dire che le tensioni e le correnti prodotte verso il motore hanno un contenuto armonico tale da non produrre né riscaldamenti né danneggiamenti. Container per installazione inverter. 8 9

7 Fonti rinnovabili Soluzioni per la produzione di energia da nuove fonti... L utilizzo delle energie da fonti rinnovabili quali il sole, il vento, l acqua e le biomasse, è una componente fondamentale del nuovo assetto energetico, ma occorre rimanere pragmatici nella loro implementazione, ricordando che queste fonti possono essere inaffidabili, provocare disturbi importanti nella rete di distribuzione oppure presentare limiti nell erogazione dell energia elettrica. BIOMASSE Con una nuova serie di generatori sincroni stiamo contribuendo alla realizzazione di impianti biomasse di media dimensione, ideali per zone rurali e/o per industrie che desiderano produrre energia propria dai residui di produzione (lavorazione legno, zuccherifici, cartiere). Nidec ASI ha messo a punto una serie di prodotti per fare fronte al crescente utilizzo di energie alternative, focalizzando le proprie attività di ricerca e sviluppo sulle problematiche di massimizzazione dei rendimenti e ottimizzazione della power quality. IDROELETTRICO Il revamping delle centrali idro-elettriche oggi offre nuove opportunità per la produzione di energia pulita. Con l utilizzo di un generatore a magneti permanenti azionato da un inverter AFE (Active Front End) possiamo aumentare la produzione di energia elettrica in modo significativo. FOTOVOLTAICO Il SolarGate5000, introdotto sul mercato nel 2009, nel 2010 ha raggiunto una posizione di leadership sul mercato nazionale. Con oltre 50 MW di installato, il SolarGate5000 contribuisce a massimizzare i rendimenti degli impianti fotovoltaici di grandi dimensioni contribuendo a rendere la produzione di energia elettrica dal sole su scala commerciale economicamente conveniente. In passato, gli impianti venivano progettati sulla base di un funzionamento con flusso e portata massima e non erano in grado di adeguarsi ad eventuali variazioni: ne risultavano perdite significative di energia. Gli inverter AFE permettono un controllo preciso della velocità del generatore permettendo la produzione di energia elettrica anche in condizioni non ottimali di flusso o di portata. Nidec ASI ha studiato una soluzione particolarmente indicata per gli impianti di mini-idro che sta dando nuova vita ad impianti fermi da decenni. EOLICO Da secoli l uomo utilizza il vento per produrre energia. Tutt oggi essa rimane una delle fonti di energia rinnovabile più promettente. Le sfide del prossimo futuro saranno due: catturare il vento off-shore e aumentare la produzione di energia elettrica dalle singole turbine. Nidec ASI ha messo a punto una serie di generatori fino a 5 MW pronti per superare queste sfide. Il design innovativo dei generatori a magneti permanenti segmentati permette il funzionamento, e quindi la generazione di energia elettrica, anche in caso di guasto nello statore, massimizzando i rendimenti degli impianti. Efficiency [%] n = Variable n = Synchron P [MW] 10 11

8 ...salvaguardando la stabilità della rete elettrica... Gli inverter Active Front End contribuiscono in modo concreto alla stabilità delle reti elettriche, attenuando le armoniche che possono generare disturbi nell erogazione dell elettricità. L Active Front End è particolarmente indicato per la connessione di impianti di energia rinnovabile alla rete in quanto permette la gestione di improvvisi cali di energia attraverso la funzionalità Low Voltage Ride Through (LVRT). POWER QUALITY L attenuazione delle armoniche, ossia il miglioramento della Power Quality, è un fenomeno molto noto ad Nidec ASI. Da decenni sviluppiamo elettronica di potenza per risolvere i problemi di instabilità di rete, permettendo il potenziamento delle reti elettriche per affrontare in modo stabile la crescente domanda di energia. L azienda è inoltre impegnata nello sviluppo di tecnologie per il controllo e gestione delle micro-reti in modo intelligente. Smart Energy Le micro-smart grids oggi diventano realtà ed è per questo che l'azienda ha sviluppato il power management system ARTICS Smart Energy. Smart Energy permette a piccoli nuclei di utenza di sfruttare al massimo l energia da fonti rinnovabili, garantendo una costante erogazione della stessa per fare fronte alle esigenze richieste. Static VAR Compenstation and Active Filtering MICRO-RETI PER LE INDUSTRIE In alcuni settori, il costo dell energia elettrica rappresenta una voce importante nel costo complessivo della produzione. Il fabbisogno tipico di un impianto industriale di medie dimensioni è di circa 5MW. A titolo di esempio, ipotizziamo l inserimento di un impianto fotovoltaico sul tetto di una fabbrica da 2 MW. Non è inusuale per una fabbrica avere anche un impianto di co-generazione. Capacitive operating mode Inductive operating mode Teoricamente, con queste due fonti di energia, l impianto è in grado di lavorare in piena autonomia energetica, ossia in isola. Nei momenti di calo del fabbisogno, l energia in eccesso potrà essere messa a disposizione della rete elettrica nazionale. In un momento di calo della produzione da fonti rinnovabili, si può utilizzare l energia proveniente dalla rete. Le micro-reti intelligenti sono applicabili a grandi Centri Commerciali, Ospedali, Enti pubblici e a Comunità rurali

9 Trasporti elettrici Soluzioni per ridurre le emissioni nocive... Risparmio energetico Soluzioni per un cambiamento di base... Non potrà mai esistere un mondo al 100% elettrico, ma abbiamo prove sufficienti per affermare che l implementazione di soluzioni elettriche volte al risparmio energetico possono farci avvicinare molto a questo traguardo senza incrementare la produzione di energia. Lo sviluppo di un economia sostenibile è possibile con il coinvolgimento di tutti. Il quarto punto del progetto ZEUS è un impegno per la pubblica istruzione nel senso lato della parola. Per esempio, in un analisi fatta per ENEL, abbiamo dimostrato che il retrofit dei drive a velocità variabile di tutti gli ausiliari (pompe, ventilatori e compressori) delle centrali elettriche italiane potrebbe far risparmiare fino a 420MW/anno che potrebbero essere utilizzati per alimentare un sistema Electric Urban Transit. Il ROI per ENEL sarebbe di 18 mesi. Da oltre cinque anni Nidec ASI effettua interventi a tutti i livelli per sensibilizzare il pubblico più vasto alla necessità di risparmiare energia. Risparmiando energia, liberiamo risorse rendendole disponibili per progetti con chiari vantaggi economici e ambientali come i trasporti elettrici. Implementazione di sistemi elettrici per trasporti per ridurre le emissioni nocive di CO2 e NOX Il caso analisi transito urbano elettrico di New York, USA - Miglia/anno percorsi da un autobus urbano: 14,101* CONFRONTO COSTI TRA: Scenari Fabbisogno di energia elettrica: Durata della ricarica in miglia N di ricariche/anno Elettricità consumata durante la ricarica (kw/h) N ore per ogni ricarica Fabbisogno complessivo annuo/bus (kw) Costo dell'elettricità (USD/kW/h) Totale Costo annuo/bus Risparmio in % anno rispetto al basecase Emissioni di: PM NOx SOLUZIONE ELETTRICA a basso costo a costo elevato GASOLIO basecase (assetto attuale) Miglia al litro 1 Questo impegno ci ha portato all interno delle scuole, a parlare in campo nazionale ed internazionale e a svolgere ruoli di crescente responsabilità nei Comitati Europei per la definizione delle normative e standard su temi di efficienza energetica, Smart Grid ed auto elettriche. MASSIMO VOLTAGGIO Personaggio inventato per un gioco di ruolo per le scuole sul risparmio energetico all edizione 2010 del Festival della Scienza di Genova. Divenne talmente popolare che gli operatori gli hanno dedicato una pagina su Facebook , ,11 0,30 $ $ % 95% Impatto Ambientale 0 0 Prezzo al litro $6, ,49 0% 10 tonnellate* 3154 tonnellate* * Dati presi da uno studio del Dipartimento dei Trasporti Urbani della città di New York (La tabella sopra illustra il confronto tra una soluzione elettrica e l'assetto attuale con gasolio)

10 Nidec ASI desidera essere protagonista nell'era della sostenibilità ambientale e dell'efficienza energetica. Il nostro impegno è quello di raggiungere oggi risultati concreti a tutela del domani; un impegno a lungo termine per la riduzione dell'impatto industriale sull'ambiente. Le soluzioni che proponiamo ai clienti sono studiate per incrementare l'efficienza energetica dalla quale deriva un risparmio concreto. Nel caso di un revamping, il nostro lavoro inizia con un'analisi attenta dell'impianto esistente per individuare la soluzione migliore. Per questo la nostra Ricerca e Sviluppo è dedicata allo studio di prodotti innovativi che contribuiscano al risparmio energetico e migliorino i processi produttivi, prolugando la vita dell'impianto. Ogni progetto è implementato su misura per permettere di ottenere risultati duraturi sin dal primo utilizzo, evitando sprechi in termini di tempo e di denaro. LA NOSTRA MISSIONE Fornire ai nostri clienti risultati concreti basandoci sulla nostra competenza in: Sistemi Industriali e di Automazione Elettronica di potenza Motori e Generatori elettrici 16

11 CORPORATE Viale Sarca, 336 I Milano Phone Fax CUSTOMER SERVICE AND SUPPORT Viale Sarca, 336 I Milano Phone Fax service@asiansaldo.com For information on the sales office or sales representative nearest you contact us at: info@asiansaldo.com

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