Manutenzione straordinaria principali sollevamenti di ACOSET S.P.A. Installazione di Avviatori ad...

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Manutenzione straordinaria principali sollevamenti di ACOSET S.P.A. Installazione di Avviatori ad inverter ed ampliamento telecontrollo Bergamo 13/11/2013 Vincenzo Indelicato consulente per l’ottimizzazione e l’energia Acoset S.p.A.

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Manutenzione straordinaria principali sollevamenti di ACOSET S.P.A.

Installazione di Avviatori ad inverter ed ampliamento telecontrollo

Bergamo 13/11/2013

Vincenzo Indelicato consulente per l’ottimizzazione e l’energia Acoset S.p.A.

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Acoset S.p.A.

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Acoset gestisce il servizio idrico integrato in 21 comuni della

Provincia di Catania.

90.000 Utenti distribuiti nella fascia montana e pedemontana etnea con una forte percentuale di fluttuanti;

Un vasto territorio caratterizzato da forti pendenze e dislivelli;

Un sistema di sorgenti

Pozzi con profondità fino a 400 m;

Acoset S.p.A.

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Situazione nel 2010

Nel 2010 in Acoset si ha:

Consumo energia elettrica : 43.900.000 di kWh

Costo energia elettrica : 6.500.000 Euro

Costo energetico del sollevamento 0,988 kWh/mc

Il costo dell’energia elettrica rappresenta oltre 1/3 dei costi complessivi

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Prospettive per 2011

Impianti fatiscenti ed obsoleti per carenza di manutenzione con conseguenti previsione in aumento dei costi di manutenzione “di emergenza” (riparazione a seguito di guasti)

Un costo unitario dell’energia in continuo aumento

La necessità di risanare il bilancio

La impossibilità di aumentare la tariffa

La necessità di intervenire sugli avviatori delle pompe a seguito di precise prescrizioni dell’ASL e dell’Ispettorato del Lavoro

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La scelta strategica

In un periodo caratterizzato da scarse risorse finanziarie si decide intervenire con progetti di manutenzione straordinaria finalizzati, oltre che

al recupero e la messa a norma degli impianti, anche al

al risparmio energetico e l’ottimizzazione del servizio

L’obiettivo è ottenere un ritorno economico dell’investimento in grado di generare un circolo virtuoso per continuare a realizzare interventi di

manutenzione per l’ottimizzazione del servizio

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Dettaglio Soluzione

Alla fine del 2010 predispone un progetto pilota di manutenzione degli impianti di sollevamento con l’obiettivo di ridurre i consumi elettrici.

Il progetto prevede di:Realizzare, potenziare o rimettere in servizio, il sistema di

telecontrollo nei principali sollevamenti Installare avviatori ad inverter nei principali sollevamenti al posto degli

avviatori statici ormai obsoleti

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Localizzazione dei siti

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Schema Telecontrollo

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Tipici dei controlli previsti

FILTRODIGITALE

P/L -R +

P/L - F

EE > I

Rif. Inv. = Rif. Inv + α

Loop analogico

P/L

+

-

QuadroInverter

R S T

U V W

P/L

Rif. Inv. = Rif. Inv - αRS-485

CTRSTATO

E < - I

PompaMisuratoredi portata

PORTATA

COMANDO VALV.

RTU DISPOSITIVODI COMANDOVALVOLA

USCITA DIGITALE

COMANDO VALVOLA

STATO VAL.

ValvolamotorizzataMisuratore

di portata

QL

P/L

QR/Fmax

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Dati principali progetto

180.000 € per avviatori ad inverter (per un totale di n. 18 inverter con taglie da 7,5 kW a 132 KW)

330.000 € per apparecchiature elettroidrauliche (misuratori di portata, di pressione di livello e valvole motorizzate) e telecontrollo (RTU, impianti elettrici e software) e pezzi speciali in acciaio per le modifiche da apportare agli impianti

80.000 € per somme a disposizione (pubblicità gara, allacci elettrici, progettazione e direzione lavori).

Investimento Totale 590.000 € di cui

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Ma cos’è un Inverter?

Apparecchiatura elettronica il cui compito è generare un’onda sinusoidale a frequenza variabile ed utilizzata principalmente per controllare motori asincroni trifase.

DC-Bus Ponte di IGBTPonte di diodi

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Un caso reale

Consideriamo il caso reale di applicazione con una pompa centrifuga

Diagramma collimare

Confrontiamo due casi: Controllo con Strozzatura e

Controllo con Inverter

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Pompa Centrifuga

Energia necessaria per muovere il fluido alla portata nominale (nominal operating point)

Energia necessaria per muovere il fluido all’80% della portata nominale con valvola di strozzatura

A1

A2

Energy Saving = A2-A1

A A

B

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Pompa Centrifuga

Energia necessaria per muovere il fluido alla portata nominale (nominal operating point)

Energia necessaria per muovere il fluido all’80% della portata nominale con inverter

Asaved

Energy Saving =Asaved

A A

B

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Primi risultati

Confronto consumi complessivi

Da settembre a dicembre 2011 sono stati risparmiati rispetto al 2010 oltre 2.000.000 di kWh per un valore complessivo di oltre 290.000 €

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Risultati nel corso del 2012

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Risparmio energeticoRisparmio energetico

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Risparmio economico

Investimento iniziale 590.000 €

Dato di partenza - Pompe tutte con avviatori tradizionali: 43.900.000 kWh nel 2010

Dato di arrivo - 30% di pompe dotate di avviatore ad inverter: 39.150.000 kWh nel 2012

Risparmio energetico

Ritorno dell’investimento: 9 mesi

Tempo di payback

Energia risparmiata 4.750.000 kWh

Costo unitario energia 0,161 €/kWh Valore del risparmio 764.750 €

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I dettagli del risparmio

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Sinottico Ragalna

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Canfarella deposito

Istallazione di n.1 inverter Serie E7 da 132 Kw Tipo E7Z-4132 0

Prima dell’ intervento il motore della pompa da 45 Litri/sec con un salto di 130 metri veniva gestito alla velocità nominale con un fattore di sevizio 75% ON e 25% OFF.

In alcuni periodi dell’anno la mandata veniva strozzata.

Con l’ ausilio dell’ inverter il motore gira di media all’ 80%, la pompa solleva 38 litri/sec, con una diminuzione di 4 Bar di pressione sulla condotta.

Nuova gestione tramite il telecontrollo del livello del serbatoio di Canfarella 2, viene imposto un set point di giorno al livello minimo e di notte al livello massimo al fine di sfruttare la differenza di costo dell’energia nelle fasce orarie.

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Canfarella 2

Istallazione di n.1 inverter Serie E7 90 Kw tipo E7Z-4090 0

Prima dell’ intervento il motore della pompa da 35 Litri/sec con un salto

di 135 metri era gestito alla velocità nominale con un fattore di sevizio

75% ON e 25% OFF

Con l’ ausilio dell’ inverter il motore gira di media all’ 80%, la pompa solleva

28 litri/sec.

Nuova gestione tramite il telecontrollo del livello del serbatoio di arrivo in Via Adua, viene imposto un set point di giorno al livello minimo e di notte al livello massimo al fine di sfruttare la differenza di costo dell’energia nelle fasce orarie

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Riepilogo sollevamenti Ragalna

Caratteristiche pompa Canfarella Deposito

• Portata nominale: 45 Litri/Sec

• Prevalenza nominale: 130 m

•Rendimento: 0,85

Caratteristiche del motore:

•Potenza: 132 kW

•Rendimento: 0,85

•Tensione di alimentazione: 400 V

Caratteristiche pompa Canfarella 2

•Portata nominale: 35 Litri/Sec

•Prevalenza nominale: 135 m

•Rendimento: 0,85

Caratteristiche del motore:

•Potenza: 90 kW

•Rendimento: 0,85

•Tensione di alimentazione: 400 V

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Calcolo E.S. Annuale

Sollevamento Canfarella Deposito / Canfarella 2 / via Adua

Energia consumata nell’ anno 2010 (rilevata dalle bollette EON) con i motori a velocità fissa e controllo 75% di On e 25% di Off:

1.115.527 KWh Caffarella Deposito e 660.946 KWh Caffarella 2

Energia consumata nell’ anno 2012 (rilevata dalle bollette Eon) con i motori controllati da inverter con velocità media dell’ 80% e diminuzione della pressione dinamica a

Caffarella Deposito di 3 Bar

707.745 KWh Caffarella Deposito e 450.755 KWh Caffarella 2Energia Risparmiata:

617.970 kWh *0.169€ = 104.437 € / anno

Costo totale dell’ investimento 37.500 €

Payback period ~ 4,3 mesi!

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Bolletta Canfarella Deposito 2011

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Bolletta Canfarella Deposito 2012

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Grafico consumi Canfarella Deposito

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Bolletta canfarella 2

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Grafico consumi Canfarella 2

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Schema Pozzo S.Cuore

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Sinottico Sacro Cuore

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Trivelle interne Pozzo Sacro Cuore

Caratteristiche pompa Trivella 1

•Portata nominale: 110 Litri/Sec

•Prevalenza nominale: 10 m

•Rendimento: 0,85

Caratteristiche del motore:

•Potenza: 90 kW

•Rendimento: 0,85

•Tensione di alimentazione: 400 V

Caratteristiche pompa Trivella 2

•Portata nominale: 110 Litri/Sec

•Prevalenza nominale: 10 m

•Rendimento: 0,85

Caratteristiche del motore:

•Potenza: 90 kW

•Rendimento: 0,85

•Tensione di alimentazione: 400 V

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Risultati pozzo Sacro Cuore

Energia consumata nell’ anno 2010 (rilevata da calcoli) con i motori a velocità fissa

1.576.800 KWh per le due trivelle (2*90kW*24*365)Potenza misurata con i motori controllati da inverter frequenza di

•Trivella- 1: 40 Hz – 54 kW

•Trivella-2: 42 Hz – 58 kW

Energia consumata nell’ anno 2012 (rilevata da calcoli) con i motori controllati da inverter

981.120 kWh ((54+58)*24*365))Energia Risparmiata: 595.680 kWh

Valore del risparmio: 595.680*0.169€ = 100.669 € / anno

Costo totale dell’ investimento 37.500 €

Payback period ~ 4,5 mesi!

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Risultati Sacro Cuore

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T.E.E.

E’ stata richiesta la certificazione del risparmio per l’accesso ai T.E.E.

Il valore presunto sul mercato di tali certificati è di circa 80.000 €/anno

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Dolenti Note: la tariffa

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Validità del progetto

L’aumento continuo della tariffa dell’energia se da un lato rende difficoltosi i meccanismi di autofinanziamento o di Finanziamento Tramite Terzi (FTT), aumenta la convenienza a realizzare interventi di efficientamento energetico.

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Considerazioni finaliI risultati ottenuti hanno fatto passare in secondo ordine il motivo

principale dell’intervento: La messa a norma degli avviatori