Port&ShippingTech FORUM INTERNAZIONALE - GENOVA, 5/6 NOVEMBRE 2009

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1 Port&ShippingTech FORUM INTERNAZIONALE - GENOVA, 5/6 NOVEMBRE 2009 Progetto High Voltage Shore Connection (HVSC) per l elettrificazione di una banchina del porto di Civitavecchia. (A. Frisone, E. D Ubaldo, I. Agostini) ENEL Ingegneria e Innovazione S.p.A. AdB Sviluppo e Realizzazione Impianti Ingegneria/Disciplina elettrica

2 HVSC Civitavecchia - Introduzione Il sistema HVSC permette di collegare la rete elettrica di bordo alla rete elettrica di terra in modo da poter spegnere i diesel di bordo quando la nave e in porto Il progetto è stato realizzato nell ambito del protocollo d intesa firmato tra l Autorità Portuale di Civitavecchia ed l ENEL con l obiettivo di realizzare il primo molo passeggeri elettrificato in Italia Il progetto HVSC Civitavecchia prevede l elettrificazione della banchina 12bis destinata all attracco di navi da crociera di stazza fino a t con potenza elettrica assorbita in stazionamento fino a 16MW.

3 HVSC Civitavecchia - I vantaggi ambientali Riduzione emissioni in area portuale Emissioni in autoproduzione Emissioni trasferite con HVSC tonn / giorno tonn /anno tonn / giorno tonn /anno CO 2 103, SO 2 0,06 18 NO x 2,09 625,5 PM 0,04 11,25 CO 2 75, SO 2 0,06 18 NO x 0,05 16 PM 0,003 0,078 Nave da crociera tipo - Potenza motori ausiliari: 15 MW - Consumo specifico: 230 g/kwh Durata media sosta: 10 ore - Tipologia fuel: MGO zolfo 0,1% Utilizzo annuo banchina: 3000 ore Riduzione di oltre il 30% delle emissioni di CO 2 e di oltre il 97% di NO x e particolato Fonte emissioni MGO 0,1: "Air Resources Board Emission Estimation Methodology for Ocean-Going Vessels" pag Fonte emissioni trasferite: dati parco produttivo Enel

4 HVSC Civitavecchia - Criteri di progettazione Flessibilità necessaria a soddisfare le esigenze di fabbisogno energetico di tutte le tipologie di navi da crociera anche in previsione di nuove costruzioni di stazza superiore a t con potenza richiesta fino a 20MVA Frequenza di 60Hz e tensione 11kV e 6,6kV per alimentare navi con entrambi i livelli di tensione Rispetto delle prescrizioni RINA con particolare attenzione al valore minimo della corrente di corto circuito Conformità rispetto alle linee guida dello Standard IEC/PAS Ed.1 Flessibilità dell ormeggio delle navi in banchina grazie ai cavi di connessione ed al relativo sistema di movimentazione Semplicità e sicurezza delle operazioni di connessione;

5 HVSC Civitavecchia Differenze USA/Europa Negli USA sono già stati realizzati diversi impianti per l alimentazione di navi da crociera: Juneau (Alaska 2001) Seattle (2004) Los Angeles (in realizzazione) MA Il territorio USA ha il vantaggio di avere una rete elettrica già a 60Hz, come quella esistente sulle navi. In Europa la necessità di convertire la frequenza da 50 Hz a 60 Hz rende l opera tecnicamente più complessa ed economicamente più onerosa. Dal punto di vista tecnologico la conversione di frequenza per utenze di potenza dell ordine dei 20MVA non è particolarmente sviluppata. Potenza troppo elevata rispetto alle utenze industriali tradizionali e troppo bassa rispetto ai sistemi per la trasmissione di energia. Rimangono aperte due opzioni tecniche: sistema statico e sistema rotante

6 HVSC Civitavecchia - Conversione della frequenza con gruppo statico Caratteristica tipica dei convertitori statici è la limitazione della corrente massima in uscita ad un valore prossimo al valore nominale. 50Hz 20MVA = = 60Hz 6,6 kv 11kV Il sistema di conversione della frequenza è costituito da un sistema statico di potenza dimensionato per erogare almeno 3 volte la corrente nominale per 1 secondo (RINA) Sovradimensionamento Il trasformatore di uscita con 2 avvolgimenti secondari collegati a stella permette l alimentazione alla tensione di 11 e 6,6kV. Cavo flessibile Avvolgicavo

7 HVSC Civitavecchia - Conversione della frequenza con gruppo rotante Il sistema è composto da un gruppo rotante costituito da motore sincrono e da un generatore sincrono da 20 MVA rispettivamente con 10 e 12 poli. La doppia tensione 11 e 6,6 kv è ottenuta collegando gli avvolgimenti del generatore rispettivamente a Y e a. 10 poli 12 poli 11 kv 50 Hz M ~ G ~ 60 Hz exc 20 MVA 600 rpm exc 6,6 kv

8 HVSC Civitavecchia - Confronto tra i sistemi di conversione di frequenza (statico e rotante) Sistema statico Vantaggi Maggiore efficienza Ridotta Manutenzione Basso livello di rumorosità Svantaggi Basso contributo alla corrente di corto circuito Limiti di potenza Sistema rotante Vantaggi Tecnologia consolidata Elevata corrente di guasto Basso contenuto di armoniche Svantaggi Opere di fondazione Oneri di manutenzione L attuale limite all utilizzazione dei sistemi statici è rappresentato dal basso contributo alla corrente di corto circuito necessario al corretto funzionamento delle protezioni di bordo. Le innovazioni tecnologiche in corso dovrebbero permettere il superamento di tale limite rendendo la sua utilizzazione generalizzata.

9 HVSC Civitavecchia - Stato del neutro Stato del neutro non standard a bordo delle navi Necessità di un sistema di alimentazione da terra flessibile Stato del neutro sulle navi: Neutro a terra attraverso alta impedenza con limitazione della corrente a 5A Neutro a terra attraverso alta impedenza con limitazione della corrente a 10A Neutro isolato Soluzioni adottate: Resistenza di limitazione composta da due sezioni inseribili singolarmente Trasformatore di centro stella escludibile tramite sezionatore Nel caso di alimentazione da gruppo rotante con configurazione a triangolo il centro stella è realizzato utilizzando un reattore a zig-zag.

10 HVSC Civitavecchia - Connessione Nave-Terra CO 2 Sezione tipica cavo MT Fase L1 Terra Ground check Fase L2 NO x PM Fase L3 4 Cavi MT in parallelo sez.185 mm 2 Alimentazione 11 o 6,6kV Controllo MW G ~ MW Controllo Cavo sez.12x2,5 mm 2 per i segnali di comando e controllo

11 HVSC Civitavecchia - Conclusione Il progetto per la realizzazione dell unità pilota è già stato consegnato all Autorità Portuale di Civitavecchia Successivamente alla fase di sperimentazione operativa del progetto è prevista una fase di revisione e validazione del progetto E auspicabile un accordo tra le Autorità Portuali e gli Organismi Istituzionali per l individuazione di una strategia condivisa che incentivi l utilizzo di questo sistema in grado di apportare benefici ambientali nelle città portuali

12 Grazie per l attenzione