Norma base CEI 64-8 Parte 8-1 - Voltimum Italia · A partire dal 1 novembre 2016 è in vigore la...

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NORMA BASE CEI 64-8 PARTE 8-1 Accorgimenti e raccomandazioni necessarie all'esecuzione di un

progetto di impianto elettrico mettendo in risalto l’efficienza energetica

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Indice

Efficienza energetica negli impianti elettrici ...................................................................... 4

1. Localizzazione dei quadri elettrici ................................................................................. 5

2. Sezione economica del cavo ......................................................................................... 6

3. Armoniche .................................................................................................................... 6

4. Efficienza del trasformatore ......................................................................................... 7

5. Correzione del fattore di potenza ................................................................................. 7

6. Sistema di gestione dei carichi ...................................................................................... 7

7. Criteri di intervento per migliorare l’efficienza energetica ........................................... 8

1. Illuminazione ............................................................................................................. 8

2. Sistemi di azionamento dei motori elettrici ............................................................... 9

8. Conclusioni ................................................................................................................... 9





Efficienza energetica negli impianti elettrici

A partire dal 1 novembre 2016 è in vigore la nuova Parte 8-1 della Norma base 64-8 per impianti elettrici

utilizzatori di bassa tensione fino a 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua, “Efficienza

energetica degli impianti elettrici” tratta gli accorgimenti e le raccomandazioni necessarie alla esecuzione di

un progetto di impianto elettrico mettendo in risalto l’efficienza energetica al fine di ottenere la migliore

qualità del servizio con il minor consumo di energia possibile sia per i nuovi edifici che per la ristrutturazione

e riqualificazione energetica di quelli esistenti. Il crescente consumo di energia elettrica e la sua utilizzazione

in modo sostenibile sono state oggetto di discussioni e accordi a livello nazionale e internazionale; infatti ci

troviamo di fronte a numerose sfide per garantire uno sviluppo basato su misure che mirano alla fornitura di

energia sostenibile, ottimizzando l'uso delle risorse naturali. In questo modo, l'efficienza, si presenta come

una delle soluzioni che aggiungono ulteriori vantaggi, sia in termini ambientali che in diritti economici e

sociali. Pertanto, l'efficienza energetica può essere definita come una attività tecnico-economico, che mira a

fornire un uso ottimale delle materie prime fornite dalla natura.

In particolare la Norma individua quattro settori in cui sviluppare una metodologia specifica di realizzazione

dell’efficienza energetica:

abitazioni Edifici residenziali (abitazioni)

Edifici commerciali (es. uffici, vendita, distribuzione, pubblici, banche, alberghi)

Edifici industriali (es. fabbriche, officine, centri di distribuzione)

Infrastruttura (es. aeroporti, strutture portuali, strutture per il trasporto)

Al paragrafo 6 della Norma vengono indicati le prescrizioni e raccomandazioni relative al progetto, tra le quali

si citano

posizione del trasformatore e del quadro di potenza;

sezione dei conduttori

Inoltre vengono indicati anche parametri su cui intervenire per migliorare l’efficienza energetica ad

esempio

apparecchi utilizzatori (motori, illuminazione);

il punto di lavoro del trasformatore

fattore di potenza

armoniche

L'efficienza energetica ci permette di ridurre l'energia consumata per produrre beni e fornire servizi, senza che

la qualità sia interessata. È, quindi, un criterio che dovrebbe essere perseguito in ogni organizzazione operativa

in ogni ente pubblico o privato e in ogni cittadino per realizzare un mondo più sostenibile.





1. Localizzazione dei quadri elettrici

I quadri elettrici terminali e i quadri di distribuzione devono essere posizionati preferibilmente al centro

dell'impianto, definito come il punto o la regione in cui si concentrano la maggior parte delle grandi

potenze. Considerando il solo aspetto del dimensionamento elettrico dei circuiti, questa affermazione è

valida. Se il quadro è situato in corrispondenza del punto centrale dei carichi a cui serve, prendendo in

considerazione le singole potenze dei carichi e le loro distanze rispetto al quadro, è possibile ottenere

una ragionevole economia nei conduttori, considerando che devono essere ridotte le lunghezze dei

circuiti terminali, riducendo di conseguenza le cadute di tensione ed eventualmente, la sezione dei

conduttori.

Per trovare il centro di carico di un impianto elettrico contenente 'n' carichi di potenza P1, P2,...,Pn si

utilizza il metodo del baricentro. Il baricentro dei carichi è il punto X e Y calcolato dalle espressioni

indicate in Fig. 1. Tuttavia, la posizione dei quadri elettrici devono soddisfare anche altri criteri come la

facilità di accesso, funzionalità e sicurezza che dovrebbero essere considerate nel loro insieme al fine di

ottenere la soluzione migliore.

Ovviamente, il concetto di centro di carico può essere applicato per l'intero impianto o a settori. Nel

primo caso è utile ad esempio per definire la posizione ideale del quadro generale di BT in un impianto

alimentato direttamente dalla rete pubblica su BT; o la cabina elettrica, nel caso di alimentazione in MT

e AT; o, ancora, un generatore, qualunque sia la tensione a servizio delle utenze. Il secondo caso si

riferisce a installazioni estese, verticali o orizzontali, per il fatto che il criterio migliore di alimentazione

elettrica è la divisione dei carichi in settori e sottosettori e così via, creando più quadri elettrici.

X = 𝑋1 ∙ 𝑃1+ 𝑋2∙𝑃2+𝑋3∙𝑃3+..+ 𝑋𝑛∙𝑃𝑛

𝑃1+ 𝑃2+ 𝑃3+ ….𝑃𝑛

Y = 𝑌1 ∙ 𝑃1+ 𝑌2∙𝑃2+𝑌3∙𝑃3+..+ 𝑌𝑛∙𝑃𝑛

𝑃1+ 𝑃2+ 𝑃3+ ….𝑃𝑛

Fig. 1 Calcolo del centro di carico





2. Sezione economica del cavo

In una rete elettrica a bassa tensione un aspetto più importante è la parte economica; tuttavia occorre

considerare che prima dobbiamo osservare se tutte le condizioni di carattere tecnico inerenti al

dimensionamento sono state soddisfatte; prima di tutto verificare la condizione di riscaldamento.

Soddisfatta tale condizione potremmo ottenere una determinata sezione di cavo, la quale può o non può

essere aumentata secondo il requisito e il soddisfacimento delle condizioni della caduta di tensione e

protezione da sovracorrente.

Così, la selezione della sezione influenza i costi di investimento in base a una maggiore o minore sezione

del cavo; il costo aumenta con l'aumento della sezione del cavo. D'altro canto, non possiamo in una rete

di bassa tensione solo analizzare i costi di investimento, ma dobbiamo anche tener conto dei costi di

esercizio. Questi costi sono associati con le perdite per effetto Joule, i quali dipendono dalla resistenza

dei conduttori, la quale è decrescente con l'aumento della sezione. I costi di investimento sono

normalmente a carico del richiedente dell'installazione, mentre i costi operativi sono normalmente a

carico del proprietario dell'impianto.

Tenendo conto dei due costi già menzionati, è possibile identificare un valore di sezione più economico

nel senso che l'uso di questo valore comporta una minimizzazione del costo totale associato con

l'installazione. Pertanto, quando analizziamo l'aspetto economico, più specificamente in relazione alla

sezione del cavo utilizzato occorre prendere in considerazione non solo gli aspetti pertinenti con gli

investimenti, che riguarda la scelta di un valore inferiore a condizione che siano conformi con le

condizioni tecniche, ma dobbiamo concentrare la nostra azione sul contenimento dei costi a lungo

termine, perché a volte un costo più elevato degli investimenti può significare un minore costo di

funzionamento e perdite minori per effetto Joule, e così nel corso degli anni a venire a compensare il

maggior costo iniziale.

3. Armoniche

Le correnti armoniche sono definiti come quelli le cui frequenze sono multipli della frequenza

fondamentale del potere (50 Hz). Questi flussi distorti, originati da carichi non lineari, si sovrappongono

con la componente fondamentale, dando luogo a correnti non sinusoidali. I problemi causati dalle

armoniche sono molto diverse e variano a seconda dell'elemento dell'installazione: sovraccarico del

conduttore, misure errate in apparecchiature di misurazione, il surriscaldamento dei trasformatori e

condensatori, le perdite termiche, scatti irregolari di dispositivi di protezione, guasti nelle

apparecchiature, malfunzionamento delle apparecchiature di controllo, ecc. Le soluzioni per ridurre al

minimo le frequenze delle armoniche varie, anche se il più comune è l'uso di filtri attivi o passivi.

La riduzione dei consumi di energia possono essere fino al 30%.

L'uso di filtri per l'eliminazione delle armoniche riduce i sovraccarichi, il surriscaldamento e le perdite

termiche.





4. Efficienza del trasformatore

Vi è una qualche possibilità di ottenere un risparmio di energia elettrica al momento di effettuare la

selezione dei trasformatori più adatta alle esigenze reali. Ciò è dovuto al fatto che alcuni "esperti"

nell'area di ingegneria elettrica non considerano gli aspetti fondamentali dell'efficienza energetica nelle

istanze di selezione dei trasformatori.

Trasformatori di distribuzione sono presenti in tutti gli impianti industriali e commerciali. Essi

rimangono connessi costantemente e poche informazioni si hanno circa i loro rendimenti, forse perché

c'è poca interazione con l'utente con queste macchine.

L'efficienza del trasformatore dipende dalla potenza del carico che si collega, dal fattore di potenza e

dalle perdite inerenti al trasformatore (vuoto e pieno carico). Questa efficienza non sarà costante per

tutti i gradi di carico collegati, e raggiungerà la sua massima efficienza in un grado di carichi in modo

tale che le perdite a vuoto siano pari alle perdite a pieno carico circa al 70% del carico

massimo.

Per cui la stima del grado di carico del trasformatore, ci consente di sapere la migliore opzione di scelta,

la quale, non passerà solo dal prezzo di acquisto, ma anche i costi di gestione, che dopo un paio di mesi

di funzionamento possono superare l'ordine del prezzo di acquisto del trasformatore.

5. Correzione del fattore di potenza

La consapevolezza dei consumatori per la compensazione dell’energia reattiva è essenziale per il

miglioramento del funzionamento del sistema, avente come obiettivi il miglioramento della qualità

dell'offerta di potenza, riduzione di perdite e riducendo i rischi di restrizioni per la crescita del mercato.

Per il consumatore, il dimensionamento e il corretto funzionamento delle apparecchiature, nonché la

corretta installazione di compensazione reattiva, accanto ai grandi carichi induttivi (motori,

trasformatori ecc.), riduce la circolazione del reattivo nei loro impianti e nell’ impianto elettrico,

permettendo la riduzione delle perdite elettriche, la diminuzione della fluttuazione di tensione, fornendo

un miglioramento della qualità dell'energia.

6. Sistema di gestione dei carichi

In fase di progetto la norma indica l’individuazione delle così dette maglie ovvero delle zone, individuate

in accordo con il committente, costituite da un gruppo di apparecchiature elettriche alimentate da uno o

più circuiti dell’impianto elettrico per una o più zone comprendenti uno o più servizi ai fini

dell’efficienza energetica.





I sistemi domotici, per esempio, consentono elevati risparmi di combustibile grazie ai sistemi di

controllo di condizionamento, come termostati che regolano la temperatura dell’ambiente in funzione

della variazione della temperatura esterna, ora del giorno, della zona o la presenza di persone. Inoltre, il

controllo o la sequenza della messa in servizio dei carichi, nei momenti in cui il prezzo dell'energia è

più basso, contribuisce al risparmio di consumo di energia elettrica, nonché la rilevazione e la gestione

dei consumi dei carichi " in standby " o programmando la disconnessione dei circuiti non prioritari prima

di raggiungere la potenza contrattuale.

In aggiunta, il monitoraggio della qualità dell'alimentazione consente la comunicazione delle

informazioni al fornitore di elettricità in remoto, migliorando così il funzionamento complessivo del

sistema di distribuzione elettrica e regolare con più precisione i modelli di produzione alle abitudini di

consumo.

7. Criteri di intervento per migliorare l’efficienza energetica

Per migliorare l’efficienza energetica la Norma indica alcune possibilità di intervento:

1. Illuminazione

L’efficienza energetica di illuminazione è direttamente legata alla efficienza del tipo di lampada

utilizzato nel progetto e il modo in cui utilizziamo durante il giorno.

Per ottenere un impiego efficiente di energia nella zona da illuminare, è possibile utilizzare le

tecnologie per ogni specifica zona di lavoro, come ad esempio sensori di presenza, fotocellule, tra

gli altri.

Il sensore di presenza sono dispositivi che funzionano con un circuito elettronico in un involucro

di plastica, in cui vi è un contatore di tempo, sensore di calore o alla presenza. Si installa

l'apparecchiatura in un luogo particolare dove è possibile coprire l'intera area che si desidera

controllare. Una volta installato, ci sarà una messa a punto per ottenere le migliori prestazioni

possibili.

Essendo un dispositivo che funziona direttamente legato alla temperatura, sarà rilevato chiunque

passando davanti questa installazione, che innescando la lampada si accenderà entro il tempo

prestabilito dal programma di installazione. Ci sono due tipi di sensori di movimento nel mercato

dell'illuminazione: tipo infrarossi e tipo ad ultrasuoni. Si possono trovare entrambe le tecnologie

in un unico prodotto.

Il relè fotoelettrico, noto anche come fotocellula, è un dispositivo di controllo che mira a illuminare

e a spegnere un circuito di illuminazione o anche di una singola lampada. Questo permette che

una lampada viene attivata automaticamente quando l'ambiente in questione ha un basso livello di

luce desiderata, per esempio, di sera e si spegne automaticamente quando si ha il livello di

illuminazione sufficiente, per esempio, all'alba.

L’interruttore con accesso remoto ci dà la possibilità di collegare, scollegare e controllare

l'intensità della luce. L'interruttore dispone di un sensore intelligente che rileva i raggi infrarossi e

regola l'illuminazione ambientale come necessario. Questa tecnologia offre un maggiore risparmio





energetico e senza l'uso incontrollato di energia in diversi punti del luogo, come i corridoi,

scantinati o luoghi senza circolazione di persone.

2. Sistemi di azionamento dei motori elettrici

L' importanza di recente dedicato ai motori elettrici ha la sua origine, anche nell'aumento dei costi

energetici. Il risultato di questa importanza, e che sono stati sviluppati i motori ad altro rendimento.

Rispetto ai motori standard questi hanno, in aggiunta al miglioramento del rendimento un fattore

di potenza superiore. In termini di costi di acquisto mentre è vero che non vi sono differenze

significative in termini di investimenti nell'acquisizione di motori elettrici in accordo con le classi

di rendimento, è anche vero che la più grande e la più significativa percentuale del costo di un

motore elettrico è il consumo di energia elettrica per tutta la loro vita utile. Ora, in questo modo,

l'acquisto di motori ad alto rendimento di classe IE2 o IE3 sostiene, in scenari di utilizzo

industriale con una grande quantità di ore in un rapido ammortamento. Per quanto riguarda il

controllo di motori elettrici, divenne un uso diffuso dei variatori elettronici di velocità nel settore.

Infatti, il suo utilizzo consente di adattare l'impiego di motori elettrici alle reali esigenze. Poichè

la velocità dei motori a induzione è determinata dalla frequenza della tensione di alimentazione

mediante il relativo numero di poli e di fattore di carico, è chiaro che agendo nella frequenza della

tensione di alimentazione ci permette di regolare la velocità dei motori senza fare affidamento

sull'impiego di dispositivi meccanici.

8. Conclusioni

In base alle misure realizzate per il miglioramento dell’efficienze energetica di cui all’allegato B della

norma 64-8/8-1 vengono definite 5 classi di efficienza, di cui la classe 4 e considerata la più elevata,

(EIEC4 impianto ad efficienza ottimizzata), dette le Classi di efficienza dell’impianto elettrico EIEC

mentre la EIEC0, impianto ad efficienza molto bassa, equivale a nessun provvedimento adottato.

In definitiva, possiamo dire che oggi per rimanere competitivi e per soddisfare le più recenti normative

ambientali, la ricerca per l'efficienza energetica non è più un'opzione da valutare, ma si tratta di qualcosa

di essenziale e assolutamente necessario. Inoltre, dobbiamo considerare che si dovrebbe sviluppare un

piano specifico in cui vengono definiti gli obiettivi da raggiungere e la strategia da seguire e in cui anche

l'installazione di un sistema di supervisione e di automazione saranno alla base per il successo

desiderato.

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