Azione IDA3 Implementazione Piani d Azione per l Energia Sostenibile

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1 Azione IDA3 Implementazione Piani d Azione per l Energia Sostenibile EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA. caso studio: COMUNE DI COMISO (RG) Prof. Ing. Marco Beccali Contributors: Archh. Alessandra Galatioto, Marina Bonomolo

2 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Lo stato dell arte in Italia: consumi, stime e opportunità L illuminazione rappresenta il 12% del totale dell energia elettrica consumata per i sistemi pubblici e privati. INTERVENTI IDONEI ridurre i consumi del 30% Risparmio di 400 milioni di euro l anno contrazione dei consumi pari a circa 2 TWh/anno Fonte: Stima ENEA Dicembre 2012

3 Strumenti, esperienze e metodologie per i Comuni Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Dicembre Linee Guida ENEA in collaborazione con CRIET (Centro di Ricerca Interuniversitario in Economia del Territorio) per fornire uno strumento di supporto per una gestione efficiente del servizio di pubblica illuminazione Progetto Lumière - adesione di circa 450 Comuni, ha permesso all ENEA di identificare le esigenze delle Amministrazioni Locali e le principali difficoltà connesse alle carenze tecnico-amministrative nella pianificazione degli interventi di efficientamento del sistema di illuminazione pubblica. Esigenze individuate: - impianti più efficienti ed innovativi; - minori consumi energetici; - minori costi; - minore impatto ambientale OSSERVATORIO NAZIONALE LUMIERE applicazione di tecnologie smart alla rete dell illuminazione pubblica

4 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Gli interventi principali Sostituzione delle sorgenti installate con sorgenti più efficienti Sostituzione delle sorgenti con sorgenti di maggiore durata Dimmerabilità del flusso luminoso Controllo temporale di accensione e spegnimento Rifasamento

5 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Sorgenti più efficienti e di maggiore durata Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Efficienza luminosa Durata Alogenuri Vapori di mercurio Alogenuri Vapori di mercurio 100 Sodio ad alta pressione Sodio ad alta pressione Ioduri metallici Ioduri metallici con bruciatore al quarzo LED Ioduri metallici Ioduri metallici con bruciatore al quarzo LED

6 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Controllo del flusso luminoso Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM

7 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Controllo accensione-spegnimento Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Tecnologie reperibili sul mercato: Regolatori di flusso - Sistemi di accensione spegnimento (ottimale utilizzo della luce naturale è basato sulla durata del crepuscolo civile ); - Timer (è necessario modificare settimanalmente gli orari di accensione e spegnimento per tenere conto delle variazioni delle stagioni; - Interruttore crepuscolare (dispositivo più economico, più usato e più soggetto a malfunzionamenti dell impianto); - Interruttore astronomico (comanda automaticamente l accensione e lo spegnimento in base ala longitudine a alla latitudine del luogo)

8 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Stabilizzazione e rifasamento Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Tecnologie reperibili sul mercato: Le sorgenti luminose, per funzionare correttamente mantenendo le proprie caratteristiche nel tempo, devono essere alimentate con una tensione non superiore al 5% del valore nominale. Un 10% di sovratensione provoca un calo nella vita media delle lampade fino al 50% e un sovraconsumo del 20%. grazie alla riduzione della tensione eccedente, mediante appositi stabilizzatori, si ottiene un ulteriore risparmio di circa il 5-7%.

9 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Controllo del flusso luminoso Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Tecnologie reperibili sul mercato: Regolatori di flusso nei quadri di distribuzione VANTAGGI: - risparmio di energia consumata; - stabilizzazione della tensione ai valori programmati durante il funzionamento a regime normale e la riduzione nelle ore notturne; - riduzione di potenza assorbita, in funzione del tipo di lampada e delle condizioni dell impianto, può variare dal 20% al 50%. - allungamento della vita media delle lampade (QUINDI risparmio nei costi di manutenzione e gestione dell impianto)

10 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM MA Il risparmio energetico ottenibile, grazie alla stabilizzazione e regolazione, dipende, dalla tipologia di lampade utilizzate e dallo stato dell impianto in esame. Escludendo le sole lampade a scarica a vapori di mercurio ad alta pressione tutte le lampade a scarica generalmente impiegate in illuminazione pubblica o privata possono essere sottoalimentate fino al 50%.

11 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Tecnologie reperibili sul mercato: Sistemi di telecontrollo VANTAGGI - controllo degli impianti in tempo reale; - la razionalizzazione automatica del servizio in funzione della domanda stagionale; - miglioramento delle condizioni di manutenzione. La segnalazione in tempo reale dei malfunzionamenti permette di intervenire tempestivamente per ripristinare le condizioni di normalità e di eliminare gli inutili costi dovuti alla ricerca dei guasti. Il telecontrollo consente inoltre di contenere i costi di esercizio e di gestione magazzino, di programmare gli interventi di manutenzione straordinaria e preventiva e di ottimizzare le risorse delle squadre di pronto intervento.

12 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Il prossimo futuro delle Tecnologie : Le tecnologie per la trasmissione di dati digitali - dispositivi, di recente sviluppo, che consentono di far viaggiare sulle linee elettriche contenuti digitali a banda larga. Con il controllo punto-punto è possibile utilizzare una ampia serie di dati: misura della qualità dell aria, videosorveglianza, monitoraggio dei consumi energetici di edifici pubblici, monitoraggio del traffico. - payback time si aggira intorno ai 5/6 anni nel caso della illuminazione pubblica Questo permetterebbe l aggregazione sulla linea della illuminazione di molti smart services con la conseguenza di abbattere i costi e moltiplicare le prestazioni.

13 Obiettivo finale: significativo contributo al raggiungimento degli obiettivi europei di risparmio energetico nell'illuminazione pubblica. Altri vantaggi di una illuminazione ben pensata Riqualificazione urbana (illuminazione di luoghi di particolare pregio storico-artistico, apparecchi esteticamente gradevoli, uso di sorgenti ad alta resa cromatica ) Fruibilità dei luoghi anche nelle ore notturne (illuminazione efficiente e gradevole dei luoghi di incontro, promozione di eventi legati alla luce ) Sfruttamento intelligente della capillarità infrastrutturale del sistema di illuminazione (introduzione di tecnologie ITC, multifuzionalità dei pali di illuminazione, rilevamento di dati ) Aumento della sicurezza (rispetto dei valori suggeriti dalle normative, illuminazione di luoghi poco sicuri ) Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Fonte: Smart Light, una nuova luce su Bagheria, Tesi di laurea di Marina Bonomolo. Sostenibilità del sistema (uso di sorgenti efficienti, uso di apparecchi con flusso luminoso controllato)

14 Il caso studio: COMUNE DI COMISO (RG)

15 Fasi dello studio Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-ante analisi dei consumi energetici relativi agli impianti di illuminazione pubblica; analisi dello stato di fatto degli impianti pre-intervento; valutazione dei profili di carico e di utilizzo degli impianti; identificazione di opzioni tecnologiche volte al miglioramento della efficienza energetica degli impianti; ottimizzazione della gestione degli impianti volte alla riduzione dei consumi energetici degli stessi. Valutazione ex-post valutazione dell efficacia degli interventi proposti attraverso la determinazione dei risparmi energetici connessi; Valutazione dell effetto ambientale, energetico ed economico dell intervento anche in un ottica di replicabilità su diverse realtà.

16 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-ante: ANALISI DELLO STATO DI FATTO TIPOLOGIE DI CORPI ILLUMINANTI RILEVATE 16

17 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-ante: ANALISI DELLO STATO DI FATTO Mappatura della distribuzione degli apparecchi illuminanti 17

18 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: Scenario 1 (Proposta dell Amministrazione Comunale) POTENZE INSTALLATE ATTUALMENTE INSTALLATE Tipo Lampada Quantità Potenza W SAP 70 W SAP 70 W int SAP 100 W SAP 150 W SAP 250 W SAP 400 W SAP 1000 W V.M. 125 W V.M. 250 W JM 70 W JM 150 W JM 400 W Luce Misc.160W Totale C.L kw Consumi annui attuali KWh, PROPOSTA DI INTERVENTO: RIDUZIONE DELLA POTENZA INSTALLATA Sito dell intervento N. di Corpi Illuminanti SP4 Comiso - Pedalino 214 SP Pedalino - Quaglio 55 SP Comiso - Chiaramonte 35 SP Comiso S. Croce 42 Strada Cartiera 23 Totale 369 SINTESI DEGLI INTERVENTI: - Sostituzione di 369 lampade su SP - Sostituzione dei quadri e aggiunta di regolatori di flusso in tutta la città (riduzione media 40% x 7h/g) Risparmio energetico in MWh annuo 1.022,67 Emissioni evitate TCO 2 eq annuo 405,4 Risparmio economico in annuo ,00 18

19 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: Scenario 2 SINTESI DEGLI INTERVENTI: - Sostituzione di 369 lampade - Sostituzione dei quadri + regolatori di flusso (riduzione STEP 50% - 75%) 19

20 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: Scenario 2 schema annuale di regolazione Mesi Giorni Ore Dimmeraggio di funzionamento % Gennaio Gennaio Gennaio Febbraio Febbraio Febbraio Marzo Marzo Marzo Aprile Aprile Aprile Maggio Maggio Maggio Giugno Giugno Giugno Mesi Giorni Ore Dimmeraggio di funzionamento % Luglio Luglio Luglio Agosto Agosto Agosto Settembre Settembre Settembre Ottobre Ottobre Ottobre Novembre Novembre Novembre Dicembre Dicembre Dicembre n. lampade: 7024 Potenza totale installata: 819,41 W 20

21 Valutazione ex-post: Scenario 2 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Mesi funz.mensile Consumo ore equivalenti kwh Gennaio 93 Gennaio 46,5 Gennaio 108, ,68 Febbraio 84 Febbraio 42 Febbraio ,84 Marzo 93 Marzo 46,5 Marzo 108, ,68 Aprile 90 Aprile 45 Aprile ,4 Maggio 93 Maggio 46,5 Maggio 108, ,68 Giugno 30 Giugno 45 Giugno ,65 n. lampade: 7024 Potenza totale installata: 819,41 W Luglio 31 Luglio 46,5 Luglio ,405 Agosto 31 Agosto 46,5 Agosto ,405 Settembre 30 Settembre 45 Settembre ,8 Ottobre 93 Ottobre 46,5 Ottobre 108, ,68 Novembre 90 Novembre 45 Novembre ,4 Dicembre 93 Dicembre 46,5 Dicembre 108, ,68 Totale ore equivalenti 2630 Totale kwh ,3 21

22 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: Scenario 3 SINTESI DEGLI INTERVENTI: - Sostituzione di 369 SAP; - Sostituzione 2831 SAP con LED (circa la metà, per tipologia, del totale delle lampade censite); - Sostituzione dei quadri + regolatori di flusso (riduzione STEP 50% - 75%) Simulazione DIALUX Proposta progettuale Stato di fatto Proposta progettuale Simulazione DIALUX Stato di fatto Potenza SAP Potenza LED N di lampade sostituite Costo unitario Costo complessivo 150 W 100 W , W 88 W ,00 70 W 58 W , , ,00 22

23 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: Scenario 3 rispetto dei requisiti illuminotecnici da norma UNI EN Stato di fatto Proposta progettuale 23

24 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: ANALISI ECONOMICA Risparmio annuale complessivo Risparmio conseguibile per riduzione di potenza e del numero di ore di funzionamento Risparmio conseguibile sui costi di manutenzione per aumento vita utile delle lampade ore eq. allo stato di fatto: 4800 h/anno; ore eq. proposta progettuale 2-3: 2630 h/anno; durata di vita media per le lampade: SAP 250W Cut-Off: h/anno; LED h/anno. 24

25 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Valutazione ex-post: ANALISI ECONOMICA CONFRONTO TRA GLI SCENARI Ipotesi progettuale Costo dell investimento ( ) Risparmio (MWh) Risparmio Annuo complessivo ( ) Tempo di ritorno semplice (anni) Emissioni evitate (tco 2e ) Scenario 1 (Progetto Amministrazione Comunale) , (-25%) ,00 (esclusi costi manutenzione) ,4 (-25,4%) ,45 Scenario , (-46%) (di cui ,3 per minore manutenzione) 7 745,2 (-34,0%) Scenario , (-51%) ,00 (di cui per minore manutenzione) 9 824,7 (-47,5%) 25

26 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Conclusioni L intervento proposto dal Comune da luogo a risparmi significativi sia in termini energetici che di riduzione delle emissioni; Sono ipotizzabili ulteriori interventi con significativi risparmi aggiuntivi che richiedono maggiori investimenti con tempi di ritorno competitivi; Tutti gli interventi prevedono tecnologie consolidate già impiegate in numerose altre esperienze; I benefici conseguibili riguardano anche aspetti non economicamente quantificabili come: riqualificazione urbana, incremento della sicurezza, potenzialità di utilizzazione della infrastruttura per l attivazione di servizi al cittadino e alla comunità. 26

27 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Ringraziamenti Dott. Domenico Santacolomba Dipartimento dell Energia -Regione Siciliana Dott. Filippo Spataro Sindaco del Comune di Comiso Ing. Giuseppe Saddemi Ufficio Tecnico del Comune di Comiso Gruppo di Coordinamento del Progetto FACTOR20

28 Prof. Ing. Marco Beccali- Dip. DEIM Ringraziamenti Lo studio si è avvalso della preziosa collaborazione dell Ing Giuseppe Saddemi - Ufficio Tecnico del Comune di Comiso 28