Power Quality: tutto quello che c'è da sapere sull'unico reale investimento di "efficientamento energetico".
- Fabio Vincenzo Lepre
- 17 set 2022
- Tempo di lettura: 5 min
L’energia elettrica, in quanto vettore primario è a tutti gli effetti una materia prima. Per molte aziende, rappresenta una voce di spesa molto importante, se non proprio la più gravosa.
Power Quality: cosa centra con l'efficientamento energetico?
Quando si parla di efficientamento energetico all'interno di un'organizzazione - e non si smetterà mai di dirlo - si intende la definizione di un processo di implementazione che deve portare la realtà stessa a diminuire il suo fabbisogno energetico. Impianti di cogenerazione, così come gli impianti fotovoltaici e altri investimenti che portano ad una produzione di energia da fonte rinnovabile, sono un ottimo investimento. Ma è un investimento fatto al fine della riduzione di costi, non sono efficientamento energetico. Autoprodursi l'energia riducendo il prelievo di vettori primari dalle reti, qualsiasi esse siano, abbassa i costi delle fatture ma, il fabbisogno di TEP (tonnellate equivalenti di petrolio), l'unità di misura standardizzata dei volumi dei vettori primari necessari al funzionamento dell'organizzazione, non cambia. Anzi, in alcuni casi, può verificarsi anche un aumento significativo. L'azienda si sente più green ma, alla realtà dei fatti, non ha implementato alcun sistema di gestione dell'energia atto a diminuire il proprio fabbisogno. D'altronde, fare efficientamento energetico significa trovare tutte le soluzioni tecniche che permettono all’energia che entra in in un impianto di trasformarsi, nella più elevata percentuale possibile e nel minor tempo possibile, in lavoro reale dei carichi sia induttivi che resistivi che va ad alimentare. In altre parole, deve essere tendente allo zero tutta quella parte di energia dispersa dai carichi, anche perché, questa energia, pure se dispersa, viene fatturata e deve essere pagata. E' stato così creato il termine Power Quality: in generale, quanto più alta sarà la Power Quality, maggiore sarà l’efficienza produttiva dell’impianto a parità di costi sostenuti, minori saranno i consumi, i guasti, minore sarà l’impegno economico per i costi di manutenzione, minori saranno le perdite di linea.
Power Quality: di cosa si tratta?
La Power Quality, è la caratteristica della rete elettrica di trasferire potenza in modo efficiente a tutte le apparecchiature collegate all’impianto, eliminando il più possibile gli sprechi. All'interno di un'azienda, circa l’80% dei problemi di Power Quality sofferti dagli impianti produttivi è provocato da cause interne (utenze distorcenti, trasformatori in difficoltà, basso fattore di potenza, buchi di tensione, …). Un impianto elettrico efficiente porta non solo risparmi sui costi energetici per via della riduzione del fabbisogno di TEP (tonnellate equivalenti di petrolio) dell'organizzazione, ma anche una longevità dei macchinari maggiore. Il principio di funzionamento di dispositivi che intervengono sulla Power Quality, è quello di ottimizzare l’impedenza d’ingresso dei carichi distribuiti presenti nell’impianto, proteggendo così i macchinari da sovratensioni esterne e limitando notevolmente la dissipazione elettrica sui conduttori e sui carichi presenti nella struttura, con conseguente aumento della vita utile dei dispositivi e del sistema elettrico in generale. Ottimizzando, poi, la gestione dell’impianto elettrico, diminuisce nell’immediato la potenza istantanea impegnata con la limitazione dei fenomeni di disconnessione del contatore. Considerata l’eliminazione dei disturbi provenienti dalla rete elettrica, consente un risparmio di energia consumata in un range che va dal 10% al 30%.
Power Quality: quali sono le conseguenze?
L'elettricità, fino a quando l’elettronica non era presente nelle applicazioni delle realtà industriali, siamo circa a metà degli anni 60, è stata utilizzata per alimentare principalmente dispositivi come motori, sistemi di illuminazione e impianti di riscaldamento. Era una tipologia di soli carichi lineari che, anche se generavano uno sfasamento tra le diverse grandezze elettriche, mantenevano una giusta proporzionalità tra la tensione che era applicata e la corrente che ne risultava. Con lo svilupparsi dell’elettronica, in particolare quella di potenza, è cambiata totalmente questa condizione. La principale conseguenza di questa nuova tipologia di carichi è stata la generazione di forme d’onda di corrente a volte anche molto distanti da quella della tensione in ingresso al dispositivo. Questi carichi, che generano una forte distorsione del rapporto tensione-corrente, sono definiti “non lineari”. I disturbi di questi carichi si manifestano principalmente attraverso sovratensioni, generazione di energia reattiva, squilibri o buchi di tensione, armoniche, ecc.
Sovratensioni
Irregolarità di funzionamento e di conseguenza di rallentamento del ciclo produttivo con maggiori scarti (incostanza del prodotto finale).
Rischio di danneggiamento irreparabile dei componenti installati non protetti da questo fenomeno con il rischio di non aver riconosciute le condizioni di garanzia per la presenza di cattiva Power Quality
Micro-interruzioni / squilibri / buchi di tensione
Possibilità di interruzione del funzionamento o reset delle schede elettroniche con la conseguenza di bloccare tutto il ciclo produttivo con inevitabile arresto della produzione e di mancato rispetto dei termini di consegna.
Armoniche
Danneggiamenti di componenti elettrici o elettronici, cali di efficienza dei dispositivi alimentati, maggiore consumo di energia inutilizzata.
Usura e degrado quindi di tutte le prestazioni e minore affidabilità dell’impianto nel suo insieme.
Power Quality: come si interviene?
Ma come si può intervenire quindi per il miglioramento della Power Quality di un impianto?
Il miglioramento della Power Quality all'interno di un impianto elettrico si verifica quando all'interno dello stesso si vanno a a ridurre e le armoniche non funzionali della corrente, a stabilizzare la stessa insieme alla tensione, riducendo quindi i picchi, a migliorare il fattore di potenza, a bilanciare i carichi. Da tempo ormai sono presenti sul mercato dispositivi quali stabilizzatori di tensione, filtri attivi e passivi, rifasatori, ecc., studiati appositamente per andare ad intervenire singolarmente su ciascuna delle precedenti singole inefficienze. Si sono poi anche sviluppati sistemi che in un unico dispositivo concentrano le tecnologie per intervenire simultaneamente su tutte le inefficienze, riuscendo quindi a ridurre tutta quell’energia non funzionale all'impianto che genera l'aumento dei costi della stessa. Questi dispositivi a volte molto costosi, giustificano l'investimento a fronte del risparmio che si può ottenere nel breve termine dal punto di vista dell'energia consumata. Consumare meno quindi, minimizzando i guasti e rendendo più efficaci i processi produttivi. A conti fatti, si ottiene un triplo vantaggio economico con un solo investimento.
Conclusioni
In conclusione, il presente articolo ha rivelato aspetti chiave sul fatto che, dotarsi all'interno di un'organizzazione di dispositivi che vanno a intervenire sulle inefficienze della rete, può portare benefici da più punti di vista. L'aspetto che però ancora oggi pochi imprenditori considerano - e che per chi scrive rappresenta il più importante - è la riduzione dell'impatto che la stessa organizzazione avrebbe sull'ambiente. Sebbene siano tante le variabili per definire precisamente a monte questo risparmio, perché dipendenti dalla tipologia di azienda e soprattutto dai dispositivi adottati, possiamo definire che correggere le inefficienze di un impianto elettrico porta benefici in termini di risparmio di energia consumata in una percentuale non minore del 8% fino ad un massimo del 28-30%. Un'azienda energivora media che migliorando la propria Power Quality riesce a risparmiare in un anno anche solo il 15% di energia consumata, risparmierebbe quasi 100 TEP (tonnellate equivalenti di petrolio). Il pianeta ringrazia.
Contatti
Se vuoi saperne di più su come aumentare la Power Quality nella tua azienda, conoscere le inefficienze del tuo impianto e i modi per intervenire, contattami o prenota una consulenza presso la tua sede.
Favile Consulting di Fabio Vincenzo Lepre
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