Azionamenti e motori ad alto rendimento: tecnologie per lefficienza energetica Campobasso 20 Aprile 2007

Alcuni dati – lindustria ad esempio Di tutta lenergia elettrica utilizzata in Italia, il 50% va nellindustria Di questa, l80% è usata per muovere i motori elettrici! …di cui almeno il 20% è sprecato utilizzando tecnologie ormai superate Consumo elettrico nellindustria italiana 153 TWh / anno Motori Elettrici 123 TWh / anno

Alcuni dati – lindustria ad esempio Se in Italia installassimo la migliore tecnologia nellindustria utilizzando motori EFF 1 ed inverter… …riduzione emissioni CO 2 oltre 10 Mton / anno …risparmio energia oltre 20 TWh / anno

Quali le tecnologie disponibili oggi I miglioramenti più tangibili si possono ottenere 1. aumentando lefficienza intrinseca del motore Motori ad alto rendimento

Quali le tecnologie disponibili oggi I miglioramenti più tangibili si possono ottenere 2. migliorandone lefficienza di utilizzo Inverter

Linee guida Cemep accordo volontario tra i costruttori Motori Lefficienza intrinseca dei motori

Meno energia persa sotto forma di calore Perdite nel ferro (18%) - Migliore qualità acciaio -lamine più sottili, pacchi più lunghi, minore traferro Perdite nel rotore (24%) -maggiore sezione barre di conduzione e degli anelli di cortocircuito Perdite nel rame dello statore (34%) - Ottimizzazione forma delle cave statoriche - aumentando il volume del rame nello statore Perdite addizionali a pieno carico (14%) -Ottimizzazione geometria delle cave Perdite per ventilazione e frizione (10%) -Ventole più piccole -Migliori cuscinetti -Rotore bilanciato dinamic. Differenze in un motore EFF 1 Motori

I costi - non un valido pretesto Il costo di acquisto del motore è solo il 2-3% del costo totale della sua vita! Motori

Motore EFF 2: h x 0.12 / kWh x 7.5 kW ÷ 0.85 = Motore EFF 1: h x 0.12 / kWh x 7.5 kW ÷ 0.91 = Risparmio energetico annuo: 209 Consumo energetico Investimento iniziale Motore da 7.5 kW, 4 poli – 3000 h/anno Motore EFF 2: rendimento 85.0%480 Motore EFF 1: rendimento 90.1%650 Delta costo 170 Delta costo iniziale:170 Risparmio energetico annuo:209 Ritorno dellinvestimento:< 10 mesi !!! Bilancio investimento Risparmio con un motore EFF 1 Motori

Risparmio con un motore EFF 1 Motore EFF 2: h x 0.12 / kWh x 7.5 kW ÷ 0.85 = Motore EFF 1: h x 0.12 / kWh x 7.5 kW ÷ 0.91 = Risparmio energetico annuo: 209 Consumo energetico Investimento iniziale Motore da 7.5 kW, 4 poli – 3000 h/anno Motore EFF 2: rendimento 85.0%480 Motore EFF 1: rendimento 90.1%650 Delta costo 170 Delta costo iniziale:170 Risparmio energetico annuo:209 Ritorno dellinvestimento:< 10 mesi !!! Bilancio investimento Vita media 10 anni risparmio energetico complessivo: per aver installato un solo motore ! Vita media 10 anni risparmio energetico complessivo: per aver installato un solo motore ! Motori

Importante chiave di svolta per lefficienza energetica nellindustria Inverter Lefficienza della regolazione con inverter

U line U DC U out Cosè un inverter? Inverter

30 1. Scalo la marcia e riduco la velocità. 2. Tengo il piede fermo sullacceleratore e regolo la velocità azionando energicamente il freno !? In questo caso cosa fare? Inverter

L idea: adattare in tempo reale le performance del motore alle necessità della applicazione I risparmi maggiori si posso avere con pompe e ventilatori Legge di affinità (la potenza assorbità cubo della velocità) Possibili risparmi anche con compressori, nastri trasportatori Lentità del risparmio dipende dalla tipologia di controllo con cui ci si raffronta Performance con VentilatoriPerformance con Compressori Inverter Risparmio energetico con inverter

Riducendo del 50% la velocità, consumo solo un ottavo dellenergia! Risparmio nei ventilatori o nelle pompe Inverter

Perdite del Trasformatore M 285 % 281 % 265 % 160 % 100 % Pompa con controllo a Valvola Potenza Necessaria 285% Potenza Utile Perdite del Motore Perdite della pompa Perdite della valvola M 158 % 152 % 142 % 100 % 160 % Potenza Necessaria 160% Potenza Utile Perdite del Trasformatore Perdite del Drive Perdite del Motore Perdite della pompa Pompa con inverter Inverter Minori perdite anche nellimpianto – es. pompe

Costo iniziale:1.050 Risparmio energetico annuo: Ritorno dellinvestimento:< 12 mesi !!! Bilancio costi Consumo annuo Velocità fissa: kWh / annopari a Con portata variabile (inverter): kWh / annopari a Risparmio energetico kWh / annopari a (0,12 /kWh) Funzionamento per 5 anni Risparmio energetico Complessivo: per aver installato un solo inverter ! Funzionamento per 5 anni Risparmio energetico Complessivo: per aver installato un solo inverter ! Esempio di un caso standard nellindustria italiana: cabina di verniciatura con ventilatore da 11 kW Inverter Efficienza è ritorno economico

La soluzione con inverter aggiunge affidabilità al sistema Linverter permette la regolazione della velocità del ventilatore (vel. critiche saltate) Viene immessa solo laria necessaria al processo evitando inutili spechi Linverter protegge il ventilatore e il motore contro i sovraccarichi e lo stallo Avviamento soft a tutela di cuscinetti e gabbia rotorica Cosphi = 1, ossia nessuna necessità di rifasamento aggiuntivo per ridurre la potenza reattiva utilizzata Inverter Inoltre…

La situazione in Italia MOTORI Dei nuovi motori installati in Europa, oggi solo il 9% sono in eff 1 (media CEMEP ottobre 2006) Nei Paesi scandinavi sono circa l80%, in Italia meno del 2% ! INVERTER In alcuni Paesi (es. USA, Canada, Nord Europa) gli inverter sono utilizzati per oltre l80% delle applicazioni con pompe o ventilatori In Italia sono ancora circa l8%

Fattori trainanti Incremento del costo dellenergia Contesto normativo favorevole (Kyoto, certificati bianchi, penali, energy manager, quote CO 2, finanziaria 2007) Sensibilità verso temi ambientali (opinione pubblica) Ritorno economico Competitività del mercato libero dellenergia Fattori frenanti Cultura, disinformazione, mancanza di know-how (end user) Bassa incidenza (1÷7%) del costo dellenergia elettrica sul costo totale del prodotto finito investimento per ottimizzazione su altre aree di risparmio La percezione degli utilizzatori italiani

Il momento della svolta Tecnologia Unocchiata al futuro Cultura Convenienza

Larticolo della finanziaria 2007 Legge n. 296 della finanziaria 2007 – decreto attuativo Lacquisto di un variatore di velocità (inverter) o di un motore di EFF1 permette di beneficiare di una detrazione dallimposta lorda del modello unico pari al 20 per cento della spesa effettivamente sostenuta e documentata per lacquisto e linstallazione del medesimo inverter o motore

Validità dellincentivo per i motori ad alto rendimento Il motore deve avere una potenza elettrica compresa tra 5 e 90 kW e con rendimenti superioni o uguali ai minimi indicati nella tabella MSE Il motore deve essere utilizzato unicamente sul suolo nazionale Il rimborso del 20 % è valido solo per valori di acquisto e installazione fino a un massimo indicato nella tabella del MSE

Tabella rendimenti minimi dei motori

Linverter deve avere potenza compresa tra 7,5 e 90 kW L inverter deve essere utilizzato unicamente sul suolo nazionale Il rimborso del 20 % è valido per i costi di acquisto e installazione fino a un massimo indicato nella tabella del MSE Validità dellincentivo per gli inverter

Hanno diritto allincentivo persone fisiche, enti e soggetti titolari e non titolari di reddito di impresa Se gli inverter o i motori sono stati acquistati mediante contratti di locazione finanziaria lagevolazione si determina sulla base del costo sostenuto dalla società concedente La detrazione compete alle spese sostenute entro il 31 Dicembre 2007 La detrazione compete unicamente allutilizzatore finale Lincentivo non è valido per inverter o motori utilizzati al di fuori del territorio nazionale Beneficiari dellincentivo

Per beneficiare della detrazione lutilizzatore deve conservare ed esibire, previa richiesta degli uffici finanziari, le pertinenti fatture con indicate potenza e codici di identificazione Nel caso i variatori di velocità siano forniti allinterno di una macchina la fattura deve riportare separatamente i costi riferiti al singolo inverter con i codici e la potenza nel caso di motori EFF1, acquisire e conservare copia del certificato del produttore che attesti, tramite prova di tipo, che il motore ha un rendimento a pieno carico conforme ai valori minimi indicati nelle tabelle compilare ed inviare la scheda di raccolta dati dellinverter allENEA per via informatica o per raccomandata Come beneficiare dellincentivo

La consegna va effettuata entro sessanta giorni dalla scadenza del periodo di imposta in corso alla data del 31 Dicembre 2007 Invio scheda allENEA La scheda (allegato B per motori, allegato C per inverter) va inviata allENEA attraverso il sito: disponibile dal 30 Aprile Completata loperazione, sarà rilasciata una ricevuta informatica In alternativa, è possibile inviare la scheda a mezzo raccomandata con ricevuta semplice a: ENEA, Dipartimento dellambiente Via Anguilarese 301, Santa Maria di Galeria (Roma)

3 step per beneficiare dellincentivo Acquistare ed installare un inverter o un motore ad alto rendimento Conservare ed esibire, previa richiesta degli uffici finanziari, le fatture con indicate potenza e codici di identificazione Inviare le schede relative agli inverter e/o motori installati allENEA entro i termini e secondo le modalità esposte Riassumendo…

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