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25 giugno 2002 Risparmiare energia in azienda Ing. Carmelo Macrì Varese, 5 luglio 07.

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1 25 giugno 2002 Risparmiare energia in azienda Ing. Carmelo Macrì Varese, 5 luglio 07

2 25 giugno 2002 Indice Gli Interventi negli USI FINALI – Cogenerazione/Trigenerazione – Rifasamento degli impianti elettrici – Motori elettrici ad alta efficienza – Azionamenti elettrici a velocità variabile – Recuperi termici Risparmiare energia in azienda

3 25 giugno 2002 Cogenerazione Cogenerazione e' la produzione combinata di energia elettrica e calore alle condizioni definite dall'Autorità per l'energia elettrica e il gas, che garantiscano un significativo risparmio di energia rispetto alle produzioni separate (Art. 2 comma 8 DL 79/99) Condizioni da rispettare (del. AEEG 42/02) Indice di risparmio di energia IRE Limite termico LT 1. I principali sistemi di efficienza energetica: Cogenerazione

4 25 giugno 2002 Indice di risparmio di energia (IRE): è il rapporto tra il risparmio di energia primaria conseguito dalla sezione di cogenerazione rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia elettrica e termica e lenergia primaria richiesta dalla produzione separata (del. AEEG 42/02) 1. I principali sistemi di efficienza energetica Cogenerazione

5 25 giugno 2002 Limite termico (LT): il rapporto tra lenergia termica utile annualmente prodotta Et e leffetto utile complessivamente generato su base annua dalla sezione di produzione combinata di energia elettrica e calore, pari alla somma dellenergia elettrica netta e dellenergia termica utile prodotte (Ee + Et), riferiti allanno solare, secondo la seguente formula: 1. I principali sistemi di efficienza energetica Cogenerazione

6 25 giugno 2002 Evoluzione della Cogenerazione Trigenerazione Trigenerazione e' la produzione combinata di - energia elettrica - calore per uso termico - calore per la produzione di energia frigorifera le condizioni da rispettare sono le stesse della cogenerazione La produzione di energia frigorifera solitamente si ottiene mediante gruppi ASSORBITORI con soluzioni di Bromuro di Litio che sfruttano il calore prodotto dalla cogenerazione o da altra fonte 1. I principali sistemi di efficienza energetica Cogenerazione

7 25 giugno I principali sistemi di efficienza energetica Cogenerazione Combustibile Energia Elettrica Calore Camino Autoconsumo / Vendita ASSORBITORE GRUPPO DI GENERAZIONE COGENERAZIONE TRIGENERAZIONE Autoconsumo / Vendita

8 25 giugno Scopo del progetto di Cogenerazione Un progetto di cogenerazione può avere una o più tra le seguenti finalità: conseguire autonomia elettrica migliorare la qualità del servizio energia allo stabilimento ridurre l impatto ambientale ridurre i costi operativi di approvvigionamento energetico nessun progetto potrà però conseguirle TUTTE !!!

9 25 giugno 2002 Investimento in autoproduzione Redditività (IRR, pay-back) Gruppo elettrogeno di emergenza Cogenerazione dimensionata su autonomia elettrica Cogenerazione dimensionata sul minimo base load economico 1. 1 Scopo del progetto di Cogenerazione

10 25 giugno Progetto di Cogenerazione : Investment Grade Audit Audit energetico tradizionale Audit energetico investment grade Attore Energy manager (interno o consulente esterno) Personale diretto del futuro investitore (ESCO o DISTRIBUTORE) Scopo Verificare lefficienza dei flussi energetici attuali & proporre / confrontare varie soluzioni migliorative Include lanalisi, sulla vita dellimpianto, dei rischi tecnici, gestionali, manutentivi, economici e finanziari, delle soluzioni migliorative proposte. Ambito Tutte le attività dello stabilimento energeticamente rilevanti Include il coinvolgimento di TUTTE le funzioni direzionali (ammin., finanza, legale, produzione, manutenzione, etc.) Dati di Input Fatture e dati storici di stabilimento Include la definizione dei protocolli di misura e verifica delle prestazioni Output Confronto tra proposte concorrenti in base a budget di investimento e pay-back semplice. Analisi tra le proposte sulla base dellanalisi dei rischi. Definizione di livelli di servizio Garanzie di risultato Nessuna Definizione della responsabilità dei risultati: Guaranteed savings.

11 25 giugno Progetto di Cogenerazione Valutazione dei fabbisogni energetici 1.Valutazione dei fabbisogni energetici del processo produttivo 2.Analisi del consumo specifico di energia elettrica e termica per unità di prodotto, ed eventuale confronto con benchmark di mercato 3.Ipotesi di sviluppo futuro del sito produttivo (i.e.: modifiche al processo produttivo, modifiche del prodotto, trasferimento della produzione, etc.) 4.Definizione dell anno tipo (lanno tipo si intende definito indicando volumi di produzione per ogni tipo di prodotto, turni lavorativi, carichi energetici per settimana tipica) Non confondere i fabbisogni attuali (anno 2007) con lanno tipo, che rappresenta quanto di meglio possiamo oggi immaginare per i futuro di medio termine (…5 anni?...)

12 25 giugno Progetto di Cogenerazione: Scelta della tecnologia Da definire: Taglia dellimpianto (dimensionata sul profilo elettrico o termico?) Una, due o più macchine? Turbogas, ciclo combinato o motore? Dimensionamento energetico o economico? Problema: dati i profili orari di assorbimento (elettrico e termico), trovare la soluzione impiantistica che li soddisfa minimizzando i costi (di esercizio e di investimento)

13 25 giugno 2002 Campo di applicazione, kWe Strong Market Position Market Position Turbine a gas Gas/Diesel motori Progetto di Cogenerazione: Scelta della tecnologia

14 25 giugno Progetto di Cogenerazione Scelta dellEsercizio Diagramma di carico elettrico

15 25 giugno Progetto di Cogenerazione: Performance dellimpianto Performance energetiche: rendimento elettrico, termico, di cogenerazione rendimento di una macchina e di un impianto (= sistema di macchine) rendimento reale (funzione di temperatura ambiente, carico dellimpianto, etc.). Performance operative: disponibilità: ore totali – ore di fermata programmata ore totali affidabilità: ore di marcia previste – ore di marcia reali ore di marcia previste

16 25 giugno Progetto di Cogenerazione: Analisi dei rischi Classificazione dei rischi del mercato energetico Rischio Tecnologico Evoluzione Regole del Mercato Volatilità dei prezzi delle materie prime Rischio Operativo Volatilità dei prezzi delle materie prime Tempi di realizzazione investimento Rischio Mercato del Cliente Rischio Autorizzativo Probabilità occorrenza Impatto economico Evoluzione del mercato Rischio Finanziario

17 25 giugno Progetto di Cogenerazione: Modalità di finanziamento Un progetto di cogenerazione può essere: Interamente autofinanziato Finanziato ricorrendo al debito Finanziato tramite operazioni di Project Finance Finanziato tramite una ESCO (TPF, Third Part Financing) Leasing Operativo

18 25 giugno 2002 Situazione attuale Situazione nel periodi di ammortamento Situazione futura Costi dopo ammortamento Costi energetici Prima della cogenerazione Risparmio Risparmio finale Costo del servizio energetico 1.4 Progetto di Cogenerazione: Risparmi

19 25 giugno 2002 Efficienza Energetica negli USI FINALI Indice – Gli Interventi negli USI FINALI 1.Cogenerazione/Trigenerazione 2.Rifasamento degli impianti elettrici 3.Motori elettrici ad alta efficienza 4.Azionamenti elettrici a velocità variabile 5.Recuperi termici

20 25 giugno I principali sistemi di efficienza energetica: Rifasamento degli impianti elettrici Vantaggi Minori penali Riduzione delle perdite Joule; Migliore utilizzo delle linee; Migliore utilizzo dei trasformatori; Riduzione della caduta di tensione; Aumento di potenzialità della rete; Miglior funzionamento di macchinari e apparecchiature.

21 25 giugno 2002 Rifasamento con unica batteria frazionata in gradini e con regolazione automatica della potenza reattiva Rifasamento separato per settori di carico 2. Gli Interventi negli USI FINALI Criteri di rifasamento Rifasamento degli impianti elettrici Rifasamento diretto dei carichi

22 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI Calcolo della Potenza Reattiva Sulla base dei dati di più fatture; Ricorrendo a misure dirette Rifasamento degli impianti elettrici Potenza Reattiva da Compensare Q = P × (tangφ 0 - tangφ 1 ) P= potenza del carico; tangφ 0 = prima del rifasamento; tangφ 1 = dopo il rifasamento.

23 25 giugno 2002 Efficienza Energetica negli USI FINALI Indice – Gli Interventi negli USI FINALI 1.Cogenerazione/Trigenerazione 2.Rifasamento degli impianti elettrici 3.Motori elettrici ad alta efficienza 4.Azionamenti elettrici a velocità variabile 5.Recuperi termici

24 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI : Motori elettrici ad alto rendimento CLASSIFICAZIONE Eff 1; Eff 2; Eff 3.

25 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Caratteristiche RENDIMENTO ELEVATO; LUNGA DURATA; BASSA RUMOROSITA ; PREZZO ELEVATO.

26 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Rendimento MAGGIORE DI QUELLO DEI MOTORI STANDARD MAGGIORE IMPIEGO DI FERRO; LAMIERINI A BASSE PERDITE; FILI DI RAME CON SEZIONE MAGGIORE; MINORE TRAFERRO CAVE E DENTI ESEGUITI CON ACCURATEZZA; COMPONENTISTICA (CUSCINETTI …) DI MAGGIOR PREGIO.

27 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Confronto del rendimento di motori a 2 poli motore standard - motore ad alto rendimento

28 25 giugno 2002 Confronto del rendimento di motori a 4 poli motore standard - motore ad alto rendimento 3 Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento

29 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Rumorosità MOTORI COSTRUTTIVAMENTE CURATI; MINORI PERDITE; AVVOLGIMENTI PIU' FREDDI; CUSCINETTI PIU' FREDDI; MINORE VENTILAZIONE; MINORE RUMOROSITA

30 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Confronto della rumorosità di motori a 4 poli Motore standard e motore ad alto rendimento

31 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Costi Le case presenti sul mercato italiano hanno indicato un sovrapprezzo di circa il 30 % rispetto al motore std Parco Motori Installati (90 95 % SONO MOTORI STANDARD - eff 3 -) I MOTORI ATTUALMENTE INSTALLATI SONO SPESSO SOVRADIMENSIONATI ; LAVORANO CON BASSO FATTORE DI CARICO (spesso inferiore al 40 %); (FATTORE DI CARICO OTTIMALE: %)

32 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Motori elettrici ad alto rendimento Risparmio Energetico 1° RISPARMIO: MIGLIORE RENDIMENTO ( MINIMO 3 %) DEL MOTORE; 2° RISPARMIO: RIDUZIONE DELLE PERDITE PER RIDIMENSIONAMENTO DEL MOTORE; 3° RISPARMIO: MINORI MANUTENZIONI. Dimensionamento (nuovo motore) W' POTENZA DA EROGARE ALLA MACCHINA OPERATRICE ε = FATTORE DI CARICO = 70 % POTENZA CORRETTA = W'/0,70 (funzionamento con rendimento ottimale e margine per sovraccarichi)

33 25 giugno 2002 Efficienza Energetica negli USI FINALI Indice – Gli Interventi negli USI FINALI 1.Cogenerazione/Trigenerazione 2.Rifasamento degli impianti elettrici 3.Motori elettrici ad alta efficienza 4.Azionamenti elettrici a velocità variabile 5.Recuperi termici

34 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI Azionamenti elettrici a velocità variabile Si applicano ai motori che operano in condizioni di flusso variabile ; Rappresentano levoluzione tecnica piu' importante; Consentono risparmi energetici del %. Vantaggi Costanza dei parametri di esercizio; Migliore controllo del processo produttivo; Costanza della qualità del prodotto.

35 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI Azionamenti elettrici a velocità variabile Assorbimento motore (pompa idraulica da 75 kW)

36 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI Azionamenti elettrici a velocità variabile Assorbimento motore (Compressore da 90 kW)

37 25 giugno 2002 Efficienza Energetica negli USI FINALI Indice – Gli Interventi negli USI FINALI 1.Cogenerazione/Trigenerazione 2.Rifasamento degli impianti elettrici 3.Motori elettrici ad alta efficienza 4.Azionamenti elettrici a velocità variabile 5.Recuperi termici

38 25 giugno Gli Interventi negli USI FINALI: Recuperi termici Campi di Recupero Calore delle condense scaricate direttamente in fogna; Calore sensibile dei fumi; Calore disperso per cattiva coibentazione; Calore disperso nellambiente per assenza di coibentazione; Calore per mantenere temperature eccessivamente elevate.


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