Efficienza Energetica Industriale

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1 Efficienza Energetica Industriale Ing. Francesco Iannello Bolzano, 12 Dicembre 2014

2 Contenuti Chi siamo Efficienza Energetica Industriale Motori elettrici Trasformatori Rifasamento 2

3 ANIE Energia chi siamo Aderisce a Confindustria ANIE. Rappresenta le aziende con sede in Italia che producono, distribuiscono ed installano apparecchiature, componenti e sistemi per la generazione, trasmissione, accumulo e distribuzione di energia elettrica per il suo utilizzo nelle applicazioni industriali e civili. Statistiche: 214 aziende associate oltre posti di lavoro Fatturato 2013: 8.8 mld Export 2013: 4.3 mld 3

4 ANIE Energia chi siamo Generazione Impianti e componenti per la produzione di energia Sistemi per l energia Accumulo, Smart grid, Stazioni di ricarica per veicoli elettrici, efficienza energetica Trasmissione e Distribuzione Quadri e componenti in MT Stazioni elettriche AT Elettrodotti AT Trasformatori elettrici Apparecchiature e componenti per l utilizzo dell energia Motori ed azionamenti elettrici Quadri e componenti in BT 4

5 ANIE Energia chi siamo Gruppo Motori elettrici 25 aziende associate 400 Mln fatturato totale 80% del mercato nazionale Gruppo Trasformatori elettrici 16 aziende associate 430 Mln fatturato totale 80% del mercato nazionale Sottogruppo Condensatori 7 aziende associate 37 Mln fatturato totale 80% del mercato nazionale 5

6 Motori elettrici 6

7 Motori elettrici Classi di efficienza high efficiency IE4 Super Premium Efficiency NEMA Premium Plus IESA (IE4) Grade 1 IE3 Premium Efficiency NEMA Premium IESA (IE3) Grade 1 Grade 2 EFF 1 IE2 High Efficiency EPAct (IE2) Grade 2 Grade 3 EFF 2 IE1 Standard Efficiency Grade 3 EFF 3 Regolamento 640/2009/CE low efficiency Voluntary Agreement (Europa) IEC-motors (international) EISA NEMA-motors (USA, CAN, MEX) GB (China) GB ? (China) 7

8 Motori elettrici Classi di efficienza Motore di 4 poli a 50 Hz 8

9 Motori elettrici Regolamento 640/2009/CE Adottato il 22 luglio 2009, specifica i requisiti in materia di progettazione ecocompatibile per i motori elettrici e l uso del controllo elettronico della velocità. Questi requisiti si applicano anche quando questi dispositivi sono integrati in altri prodotti (ad esempio in macchine). Dal 16 Giugno 2011: i motori immessi sul mercato devono essere in classe di efficienza IE2; Dal 1 Gennaio 2015: i motori con potenza tra 7,5 e 375 kw devono essere in classe di efficienza IE3 oppure IE2 se accoppiati ad inverter; Dal 1 Gennaio 2017: i motori con potenza tra 0,75 e 375 kw devono essere in classe di efficienza IE3 oppure IE2 se accoppiati ad inverter. 9

10 Motori elettrici risparmio ed efficienza Motori bassa tensione in tutte le applicazioni! Sostituzione motori guasti E quasi sempre conveniente sostituire i vecchi motori guasti con un nuovo motore ad alto rendimento risparmio energia 5 15% payback ~ 1 2 anni Sostituzione motori funzionanti risparmio energia 5 15% payback ~ 1 3 anni Osservazioni Tempi di payback interessanti soprattutto oltre h/anno di funzionamento Maggiori opportunità sotto i kw e su motori riavvolti Priorità a motori standard dove la sostituzione è più semplice Verifica eventuale sovradimensionamento 10

11 Esempio - Sito produttivo per la lavorazione minerali Investimenti in corso per risparmio energetico Installato di motori in BT Graduale sostituzione di vecchi motori con i nuovi IE2 Con un incremento dell 1% di efficienza dell installato si otterrà Risparmio energetico: MWh/anno Risparmio economico: /anno costo energia 0,055 /kwh!!! 11

12 Sorveglianza del mercato motorielettrici.enea.it 12

13 Trasformatori 13

14 Nuovo regolamento EU per i trasformatori Eco design Directive 2009/125/EC e relativi regolamenti che vietano la circolazione nello Spazio Economico Europeo di prodotti poco efficienti (es regolamento 640/2009 sui motori elettrici ad alta efficienza) Trasformatori: è stato emanato il Regolamento 548/2014 che vieterà l immissione nel mercato dal 1 luglio 2015 di trasformatori con perdite superiori a quelle indicate nelle tabelle. Entro il 2017 la Commissione Europea raccoglierà e valuterà i dati relativi ai trasformatori messi in servizio dopo il 1 luglio 2015 per confermare i valori riportati nella fase 2 al 2021 o definire nuovi congrui valori applicabili. 14

15 Nuovo regolamento EU per i trasformatori I normali interventi per ridurre le perdite consistono principalmente nel ridurre: l induzione per le perdite a vuoto; la densità di corrente per le perdite a carico. Per rientrare nei valori di perdite definite dal regolamento é inoltre possibile l adozione di lamierini a minore perdita che permettono di contenere massa e dimensioni del trasformatore 15

16 Tecnologie disponibili Trasformatori isolati in olio I trasformatori isolati in olio, sono quelli di gran lunga più usati. Essi sono la quasi totalità dei trasformatori impiegati da Enel. Essi sono caratterizzati da: basse perdite rumore molto contenuto assenza di manutenzione (per i tipi con cassa ermetica) elevata resistenza agli shocks termici installazione all esterno quasi totale riciclabilità dei materiali a fine vita 16

17 Tecnologie disponibili Trasformatori a secco I trasformatori isolati in resina, sono stati sviluppati come una delle possibili soluzioni volte a minimizzare i rischi d incendio e conseguente contaminazione dell ambiente, che possono essere connessi con l impiego di trasformatori isolati in olio. Rappresentano l 80% del mercato privato italiano Le applicazioni tipiche sono: Edifici ad alta densità abitativa Centri commerciali Ospedali Metropolitane Impianti di generazione eolica e fotovoltaica Piattaforme per l estrazione di idrocarburi Navi Impianti petrolchimici Centrali nucleari, ecc. 17

18 Trasformatori di distribuzione - norme in vigore Trasformatori a secco CEI EN : , Trasformatori trifase di distribuzione Norma preparata dal CENELEC in vigore dal Trasformatori in olio CEI EN : , Trasformatori trifase di distribuzione Norma preparata dal CENELEC in vigore dal

19 Trasformatori di distribuzione - norme in preparazione Norma EN Sostituisce sia la EN che la EN Introduce cambiamenti tecnici (in conformità al reg. 548/2014): 1. Nello stesso documento sono contenuti sia i trasformatori a secco che quelli in olio 2. Lo scopo di applicazione è esteso da 3150 kva a 40 MVA 3. Nelle tabelle di perdite sono introdotti nuovi valori ridotti 4. Per i trasformatori con potenza > 3150 kva viene introdotto il concetto di Peak Efficiency Index (PEI). 5. Le tolleranze del + 5% (come imposto dal reg. 584/2014) si riferiscono esclusivamente alla verifica dei parametri misurati dalle autorità degli Stati membri e non sono utilizzate dal fabbricante o dall'importatore come tolleranze ammesse per stabilire i valori riportati nella documentazione tecnica, che non devono superare quelli indicati sulle tabelle (tolleranza 0). 19

20 Rifasamento 20

21 Rifasamento ed efficienza energetica P P P P P P P P P P P Q Q Q Q P P= VIcos φ P P Q= VIsen φ P P = RI 2 P P 1 (cosφ) 2 Q P P P 21

22 Rifasamento ed efficienza energetica P P P P P P P P P P P Q Passando da cosφ=0,7 a cosφ=0,9 le perdite si riducono del 40% Q Q Q P P P Passando da cosφ=0,7 a cosφ=0,95 le perdite si riducono del 45% Q P Q P P 22

23 Rifasamento ed efficienza energetica A pari potenza attiva P impegnata, un impianto elettrico con basso cosφ porta una corrente più elevata: maggiori perdite di energia per effetto Joule (riscaldamento di cavi, sbarre, trasformatori, etc) maggiore caduta di tensione lungo le linee elettriche necessità di sovradimensionamento dei componenti (cavi, barre, organi di manovra e protezione, trasformatori ) 23

24 Le direttive dell AEEGSI La delibera 180/13 riporta gli intendimenti dell AEEG per il periodo regolatorio 2016/2019. La novità più importante è: Il fattore di potenza cosφ minimo per non ricevere penali è portato a 0,95 NB: non sono ancora noti i coefficienti economici applicati all energia reattiva consumata in eccesso, che comunque saranno ancora suddivisi per clienti bt e AT, e per livelli (un coefficiente applicato al quantitativo di Er compresa tra 0,33 e 0,75Ea; uno per Er>0,75Ea) 24

25 Le direttive dell AEEGSI 100 Energia attiva Energia reattiva 100 Energia attiva Energia reattiva 75 k 2 75 k 2 50 k 1 k 1 gratis 33 gratis Fino al 31 dicembre 2015 Dal 1 gennaio

26 Rifasamento con FV-SsP In un impianto industriale, l aggiunta di un FV-SsP porta importanti variazioni nei flussi delle potenze viste al punto di consegna, con conseguente impatto sul rifasamento. Le principali problematiche sono: 1. aumento della distorsione armonica dovuta alla presenza di inverter del sistema FV 2. diminuzione del cosφ al punto di consegna dovuto alla diminuzione della potenza attiva erogata (perché fornita dal FV), mantenendo costante la potenza reattiva (non fornita dal FV) 26

27 Grazie per l attenzione ANIE Energia - viale Lancetti, Milano, Italy - [email protected]