Motori ad alto rendimento e inverter per l’efficienza energetica

Confindustria Mantova

22 giugno 2007

Alcuni dati – l’industria ad esempio

Industria in Italia

……di cui almeno il di cui almeno il 20%20% è “sprecato” è “sprecato”

utilizzando tecnologie ormai superateutilizzando tecnologie ormai superate

Consumo elettriconell’industria italiana

153 TWh / anno

MotoriElettrici

123 TWh / anno

Alcuni dati – l’industria ad esempio

Se in Italia installassimo la migliore tecnologia Se in Italia installassimo la migliore tecnologia

nell’industria utilizzando motori EFF 1 ed inverter…nell’industria utilizzando motori EFF 1 ed inverter…

……riduzione emissioni COriduzione emissioni CO2 2 oltreoltre

10 Mton / anno10 Mton / anno

……risparmio energia oltre risparmio energia oltre

20 TWh / anno20 TWh / anno

Con quali tecnologie?

Tecnologie oggi disponibili

Motori EFF 1

Inverter

Sistemi di rifasamento

Home & Building automation

L’efficienza dei motori

Linee guida Cemep

accordo volontario tra i costruttori

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 1Motori

I costi - non un valido pretesto

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Life Cycle Cost

Costo gestione(energia)

Costo motore emanutenzione

Il costo di acquisto del motore è solo il 2-3% del costo totale della

sua vita!

Motori

Motore EFF 2: 3.000 h x 0.12 € / kWh x 7.5 kW ÷ 0.85 = 3.176 € Motore EFF 1: 3.000 h x 0.12 € / kWh x 7.5 kW ÷ 0.91 = 2.967 € Risparmio energetico annuo: 209 €

Consumo energeticoConsumo energetico

Investimento inizialeInvestimento 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 dell’investimento: < 10 mesi !!!

Bilancio investimentoBilancio investimento

Risparmio con un motore EFF 1Motori

Risparmio con un motore EFF 1

Motore EFF 2: 3.000 h x 0.12 € / kWh x 7.5 kW ÷ 0.85 = 3.176 € Motore EFF 1: 3.000 h x 0.12 € / kWh x 7.5 kW ÷ 0.91 = 2.967 € Risparmio energetico annuo: 209 €

Consumo energeticoConsumo energetico

Investimento inizialeInvestimento 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 dell’investimento: < 10 mesi !!!

Bilancio investimentoBilancio investimento

Vita media 10 annirisparmio energetico complessivo:

€ 2.090per aver installato un solo motore !

Vita media 10 annirisparmio energetico complessivo:

€ 2.090per aver installato un solo motore !

Motori

Importante chiave di svolta perl’efficienza energetica nell’industria

I convertitori di frequenza o “inverter”

Uline UDC Uout

Cosa è un inverter

301. Scalo la marcia e riduco la velocità.

2. Tengo il piede fermo sull’acceleratore e regolo la velocità azionando energicamente il freno !?

… in questo caso, cosa fare ?

0

20

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100

120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Flow rate

Po

we

r c

on

su

mp

tio

n [

%]

Outlet Damper

Inlet Vanes

Hydraulic Coupl.

Blade Pitch

AC DRIVE

Fan shaft power

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

L’entità del risparmio dipende dalla tipologia di controllo con cui ci si raffronta

Performance con Ventilatori Performance con Compressori

Risparmio energetico con inverter

Riducendo del 50% la velocità, consumo soloun ottavo dell’energia!

Risparmio nei ventilatori o nelle pompe

Perdite del Trasformatore

M

285 %

281 %

265 %

160 %

100 %

Pompa con controllo a ValvolaPotenza 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

Minori perdite anche nell’impianto – es. pompe

Costo iniziale: 1.050 € Risparmio energetico annuo: 1.110 € Ritorno dell’investimento: < 12 mesi !!!

Bilancio costiBilancio costi

Consumo annuoConsumo annuo Velocità fissa: 31.081 kWh / anno pari a 3.730 € Con portata variabile (inverter): 21.837 kWh / anno pari a 2.620 € Risparmio energetico 9.244 kWh / anno pari a 1.110 €

(0,12 €/kWh)

Funzionamento per 5 anniRisparmio energetico Complessivo:

€ 5.545per aver installato un solo inverter !

Funzionamento per 5 anniRisparmio energetico Complessivo:

€ 5.545per aver installato un solo inverter !

Esempio di un caso standard nell’industria italiana:

cabina di verniciatura con ventilatore da 11 kW

Efficienza è ritorno economico

La soluzione con inverter aggiunge affidabilità al sistema

L’inverter permette la regolazione della velocità del ventilatore (vel. critiche

saltate)

Viene immessa solo l’aria necessaria al processo evitando inutili spechi

L’inverter 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

Inoltre…

La situazione in Italia

Dei nuovi motori installati in Europa, oggi solo il 9% sono in eff 1 (media CEMEP ottobre 2006)

Nei Paesi scandinavi sono circa l’80%, in Italia meno del 2% !

In alcuni Paesi (es. USA, Canada, Nord Europa) gli inverter sono utilizzati per oltre l’80% delle applicazioni con pompe o ventilatori

In Italia sono ancora circa l’8%

Fattori trainanti

Incremento del costo dell’energia

Contesto normativo favorevole (Kyoto, certificati bianchi, penali, energy manager, quote CO2, finanziaria 2007)

Sensibilità verso temi ambientali (opinione pubblica)

Ritorno economico

Competitività del mercato libero dell’energia

Fattori frenanti

Cultura, disinformazione, mancanza di know-how (end user)

Bassa incidenza (1÷7%) del costo dell’energia 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

Un’occhiata al futuro

CulturaConvenienza

La legge Finanziaria

2007

L’articolo della finanziaria 2007

Legge n. 296 della finanziaria 2007 – decreto attuativo

L’acquisto di un variatore di velocità (inverter) o di un motore

ad alto rendimento permette di beneficiare di una detrazione

dall’imposta lorda pari al 20 per cento della spesa

effettivamente sostenuta e documentata per l’acquisto e

l’installazione del medesimo inverter o motore

Validità dell’incentivo per i motori ad alto rendimento

Il motore deve avere una potenza elettrica compresa tra 5 e 90 kW e

con rendimenti superiori 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

L’inverter 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 dell’incentivo per gli inverter

Hanno diritto all’incentivo 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 l’agevolazione 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 all’utilizzatore finale

L’incentivo non è valido per inverter o motori utilizzati al di fuori del

territorio nazionale

Beneficiari dell’incentivo

Per beneficiare della detrazione l’utilizzatore deve

conservare ed esibire, previa richiesta degli uffici finanziari, le

pertinenti fatture con indicate potenza e codici di identificazione

Nel caso i motori o variatori di velocità siano forniti all’interno di una macchina la fattura

deve riportare separatamente i costi riferiti al singolo inverter con i codici e la potenza

nel caso di motori ad alto rendimento, 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 dell’inverter all’ENEA

per via informatica o per raccomandata

Come beneficiare dell’incentivo

La consegna va effettuata entro sessanta giorni dalla scadenza del periodo di imposta in corso alla data del 31 Dicembre 2007

Invio scheda all’ENEA

La scheda (allegato B per motori, allegato C per inverter) va inviata all’ENEA attraverso il sito:

www.acs.enea.it

disponibile dal 30 Aprile 2007. Completata l’operazione, sarà rilasciata una ricevuta informatica

In alternativa, è possibile inviare la scheda a mezzo raccomandata con ricevuta semplice a:

ENEA, Dipartimento dell’ambiente Via Anguilarese 301, 00123 Santa Maria di Galeria (Roma)

3 step per beneficiare dell’incentivo

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 (e i certificati di prova di tipo dei motori)

Inviare le schede relative agli inverter e/o motori installati all’ENEA entro i termini e secondo le modalità esposte

Riassumendo…

Concludendo

…ma soprattutto per gli utilizzatori ! !

Risparmio energetico = risparmio economico

Efficienza energetica = produrre di più consumando di meno

Migliore tecnologia = maggiore affidabilità dei propri impianti

Minori consumi oggi = minore incremento del costo dell’energia domani

Benefici per il sistema Paese…

energy.efficiency@it.abb.com

www.abb.com/energyefficiency

Per ulteriori informazioni