SIRA S.r.l.

EMS Energy Manager System Test e Risultati

EVOLUZIONE DEL CONCETTO

2

• Negli ultimi anni si sono cominciati a diffondere sistemi in grado di migliorare l’uso dell’energia sia nella trazione che nelle tradizionali aree di produzione e utilizzo della energia elettrica.

• Nel settore della propulsione navale si sono utilizzati i sistemi CODLAG (COmbined Diesel-eLectric And Gas). Si tratta di sistemi ibridi per la propulsione di navi anche di grande tonnellaggio (Queen Mary 2).

• ...e quindi di vetture ibride come Toyota Prius. • Con la introduzione delle energie rinnovabili il concetto di

sistemi ibridi si è esteso alla produzione ed utilizzo della energia elettrica per usi più convenzionali.

• I paradigmi fondamentali si sono evoluti in concetti ormai di uso comune.

MICROGRID

• In tempi ancor più recenti sono cominciate le attività di studio relative a nuovi concetti

denominati Microgrid e Smart Grid.

• Le Microgrid sono UN GRUPPO LOCALIZZATO DI FONTI DI ELETTRICITÀ, ACCUMULO e UTILIZZO

che normalmente operano connesse ed in sincronia con la rete elettrica, ma che possono essere

disconnesse e funzionare autonomamente ad isola.

• Il loro obiettivo è quello di aumentare:

• la capacità di autoriparazione;

• la resistenza agli attacchi e aumento della resilienza;

• il miglioramento della qualità dell’energia;

• l’incremento dell’efficienza del sistema energetico (perdite sulla rete);

• il rendere possibile l'alta penetrazione delle fonti di energia alternativa (mobilità elettrica).

• riducendo allo stesso tempo il costo della energia. 3

PROBLEMI ENERGETICI PARTICOLARI NELLE AREE “BAD GRID O OFFGRID"

• L’assenza della rete elettrica o la sua instabilità (Loadshedding o rolling blackout, browning,

spikes) pone innumerevoli problemi relativi all’alimentazione dei carichi elettrici, rendendo

anche necessario il dispiegamento e l’utilizzo di generatori diesel.

• La necessità di impiego dei generatori diesel comporta come conseguenza numerosi altri

problemi:

• Il costo del gasolio e tutta la complessa, costosa, insicura ed anche incerta catena logistica per

il suo approvvigionamento;

• Il costo e la logistica di manutenzione dei generatori stessi;

• una bassa resilienza causata dall’unica sorgente disponibile;

• la incapacità di una gestione “INTELLIGENTE” dei carichi elettrici.

4

SIRA EMS (ENERGY MANAGER SYSTEM)

• La soluzione SIRA per le Microgrid è denominata EMS.

• EMS controlla tutti i parametri significativi delle varie sorgenti di

energia e del carico, allo scopo di ottimizzarne l’utilizzo e

incrementarne la resilienza.

• Tipicamente la Microgrid è costituita da gruppi di produzione di

energia:

• Rete elettrica;

• Pannelli solari;

• Turbine a vento;

• Batterie;

• Generatori.

La supervisione ed il controllo viene esteso ai carichi da

alimentare per gestirli nel modo più efficiente e resiliente

possibile. 5

RMCS

6

RMCS (Remote Monitoring and Command System) è una piattaforma che consente di monitorare, da remoto, le funzionalità del sistema EMS e dei suoi componenti.

Basato su Google Earth consente di avere le indicazioni generali sullo stato di efficienza del sistema.

Normalmente EMS prende le sue decisioni in modo automatico ed autonomo.

In caso di necessità possono essere mandati dal Centro di Supervisione comandi specifici.

Con un link di comunicazione bidirezionale, allo scopo di mandare al Centro telemetria e ricevere comandi.

A tal fine è evidentemente necessario garantire la totale sicurezza delle comunicazioni.

Il canale di comunicazione di RMCS, pur essendo protetto da tradizionali soluzioni di sistema, è caratterizzato da una crittografia END-TO-END basata su AES 256 bit.

SIRA RACK ANTIFURTO PER BATTERIE

7

• Cardini interni;

• Piastra in acciaio zincato 2 mm;

• Porta dell'armadio embedded;

• Sensore anti tamper;

• Sensore di vibrazione;

• Blocco elettronico azionato da EMS con PIN o da NOC tramite telecomando;

• Isolamento termico spesso 50 mm;

• DC aria condizionata con filtri sostituibili dall'esterno;

• Griglia di protezione interna.

RISULTATI DI EMS PER TELECOMUNICAZIONI MOBILI

IN SITUAZIONI ONGRID E OFFGRID

8

Generatore diesel 30 KW Serbatoio 2.500 Litri

9

Nokia Networks

Carico 1 x 3G BTS & 2 MW: 2 KW

Configurazione pre-esistente RETE ESISTENTE MA INSTABILE (RETE ELETTRICA ASSENTE 15 ORE GIORNALIERE)

EMS ONGRID OUTDOOR con loadshedding BTS Nokia Siemens 2KW, Doha Qatar

10

EMS ONGRID OUTDOOR con loadshedding BTS Nokia Siemens 2KW, Doha Qatar

• Precedentemente le ore di funzionamento del generatore diesel erano di 15 al giorno.

• Con EMS le ore di funzionamento del generatore diesel si sono passate a ZERO • Risparmio 100%

Installazione EMS

BTS 2G OUTDOOR OFFGRID HUAWEI BTS3900, ALI MASJID, FATA, PAKISTAN

11

Configurazione pre-esistente: batterie, serbatoio 500L, generatore diesel 27 KVA. Generatore acceso per 24 ore al giorno

• Con la Microgrid Sira EMS, le ore di funzionamento del generatore elettrogeno sono state ridotte a 2,1 ore medie al giorno (2,5 in inverno e 1,5 in estate): nella situazione trovata il generatore lavorava 24/7.

• Risparmio del 91.5 % nell’uso del generatore diesel.

CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA EMS E PRESTAZIONI BTS 2G OUTDOOR OFFGRID HUAWEI BTS3900 - ALI MASJID, FATA, PAKISTAN

12

Installazione EMS

CONFRONTO SOLUZIONI DEI COMPETITOR CON SOLUZIONE SIRA (STESSO CARICO)

13

SOLUZIONE SIRA

E’ evidente il numero dei pannelli fotovoltaici utilizzati dai competitor di SIRA, a parità di carico.

SITO INDOOR CON 2 BTS E 5 MW LINK ISLAMABAD - PAKISTAN

Generatore 27 KVA 2 x 2 Ton A/C COME SIAMO INTERVENUTI:

• realizzate misure di Energy Conservation per ridurre le BTU/hour e mantenere sistemi elettronici e batterie alla

temperatura necessaria (isolamento termico soffitto, riduzione perdite aria, etc).

• Le nuove batterie sono in grado di operare a temperature più elevate.

• Sostituiti i condizionatori da 24.000 BTU l’uno, con condizionatori da 12.000 BTU gestiti direttamente da EMS, con

algoritmo proprietario per minimizzare la potenza richiesta a parità di prestazioni. La refrigerazione è costantemente

monitorata ed adattiva con la situazione esterna.

• Overvoltage e spikes sono stati eliminati. 14

Configurazione pre-esistente

Ore totali In %

Uso della rete 500 69.30%

Uso dell’EMS 215 hrs 10 min 30%

Uso del GD 4 hrs 50 min 0.66%

Tempo totale test 720

Periodo del test dal 18 Giugno al 17 Luglio Tempo totale di test 720 hours Misura iniziale del generatore 2.709 hours Misura finale del generatore 2.714 hours Total genset hours 4h 50m Misura elettrica iniziale 94.090 Misura elettrica finale 95.869 KWH totali usati 1.778 KWH

CONFIGURAZIONE EMS E RISULTATI

15

RISPARMIO OTTENUTO CON EMS: • Gruppo elettrogeno usato solo per lo 0,6% della durata del TEST. • Gruppo elettrogeno acceso solo per il controllo periodico e la ricarica della sua batteria. • Risparmio sul Generatore Diesel del 98% rispetto alla situazione pre-esistente.

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

16

Soluzione EMS • EMS con rectifiers e solar regulator • Batterie • 4,08 KW di pannelli solari • 2 Rack outdoor • Generatore Diesel 15 KVA

Target: ore residue generatore diesel 2,8 ore al

giorno; consumo stimato 10,8 litri / giorno.

Circa 4 consegne di carburante all’anno, serbatoio da 1.000 litri. AFFIDABILITA’ ENERGIA 100%

Soluzione EMS • EMS con rectifiers e solar regulator • Batterie • 6,8 KW di pannelli solari • 2 Rack outdoor • Generatore Diesel 25 KVA

Target: ore residue generatore diesel 6 ore al

giorno; consumo stimato 18 litri / giorno.

Circa 6,5 consegne di carburante l’anno, serbatoio da 1.000 litri. AFFIDABILITA’ ENERGIA 100%

STAZIONE 2 KW OFFGRID OUTDOOR STAZIONE 4 KW OFFGRID OUTDOOR

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Sira srl Via Adolfo Rava, 106 Roma

Tel . +39 06 54225217 www.sira.net sira@sira.net