La Power Quality in un salumificio industriale

La Power Quality in un salumificio industriale

La Power Quality in un salumificio industriale


Un intervento di efficientamento mirato sulla Power Quality, in cui la collaborazione con il cliente e la bontà della soluzione scelta hanno portato a ottimi risultati finali. L’esempio del salumificio Villani.


Abbiamo pubblicato nelle scorse settimane un articolo dedicato alla Power Quality, in cui abbiamo dettagliato tutti gli aspetti più importanti per un corretto approccio a questa problematica, a partire dall’audit iniziale all’identificazione delle possibili cause e la soluzione applicabile.

A fine 2018 abbiamo affrontato il discorso all’interno del salumificio Villani con il Direttore Tecnico Luca Marci Marzi, che sin dall’inizio si è dimostrato molto interessato ad approfondire l’argomento.

In questo caso abbiamo avuto la fortuna di incontrare un cliente molto attento e preparato sulle tematiche energetiche, sia nella figura di Luca che in quella dell’energy manager Veronica Messa.

Nello stabilimento preso in esame, a Castelnuovo Rangone, in provincia di Modena, il cliente aveva già installato un avanzato sistema di monitoraggio dei carichi elettrici, che ci ha permesso di avere a disposizione un buon punto di partenza in termini di storico dei dati qualitativi e quantitativi di consumo di energia elettrica dei diversi carichi dello stabilimento.

In particolare ci è stato possibile analizzare, oltre ai valori di tensione, corrente e potenza, elementi fondamentali come l’energia reattiva (power factor e cosφ) nonché l’inquinamento armonico in tensione e corrente (THD V% e THD I %).

L’attenzione si è subito focalizzata sui gruppi compressori, perché, come in molti stabilimenti industriali, rappresentano uno dei carichi più rilevanti, ed in particolare su un gruppo di 3 motori (C1, C4 e C5).


Esempio di compressore

Dall’analisi dei dati quantitativi e qualitativi forniti, sono stati rilevati i seguenti aspetti:

  • Potenza: 100 kW
  • Power factor e cosφ compresi tra 0,6 e 0,7
  • THD I % al di sotto del 10%, per cui già all’interno dei valori di soglia previsti della normativa vigente, con un contenuto armonico predominante sulla 5° (8,5%) e sulla 7° armonica (5%), inferiore sulle altre armoniche
  • 53 KVAR di Potenza Reattiva generata dal gruppo in totale
  • Alta richiesta di corrente di carico, a pieno regime intorno ai 200 A.

Sulla base di queste informazioni, si è potuta valutare la miglior soluzione tecnica per il carico in oggetto, che garantisse il miglior risultato in termini di efficientamento energetico.

Apriamo qui una parentesi sull’approccio scelto sin da subito in GBSOLS sul tema della Power Quality e dell’Efficienza Energetica.

L’approccio tradizionale si è sempre focalizzato sull’analisi e l’implementazione di soluzioni in cabina elettrica o comunque in prossimità del punto di fornitura. Nel caso in esame, e in genere nella maggior parte delle casistiche da noi trattate, abbiamo preferito intervenire il più vicino possibile alla causa del problema, ovvero sul carico stesso, al fine di abbattere il più possibile ogni perdita di rete del sistema.

Con quale risultato? Innanzitutto con l’adozione di questa soluzione impiantistica si interviene dove il problema è più evidente. Generalmente un compressore, se non corredato di inverter, mostra valori di cosφ bassi, denotando la possibilità di intervenire in maniera efficace con un efficientamento puntuale.

Questo permette di ottenere saving elettrico, ovvero risparmiare riducendo quelle componenti elettriche non necessarie al corretto funzionamento del carico, come l’energia reattiva generata dal gruppo compressori o energia dissipata per effetto joule, pur mantenendo invariate le caratteristiche di performance del carico stesso.

Questa soluzione permette di diminuire inoltre, specie nel caso delle componenti armoniche, il rischio di propagazione di queste correnti sulla rete elettrica aziendale, causando guasti e danneggiamenti ad altri apparati sensibili, come strumentazioni elettroniche, sistemi a controllo numerico o apparati di precisione.

In più, è possibile misurare in maniera certa i risultati ottenuti, potendo facilmente verificare che il risparmio conseguito sul punto in esame non è influenzato da altri fattori.


Power Quality [Fonte: intechopen.com]

Tornando al caso di Villani, dove l’analisi dei dati sui loro compressori evidenziava un’alta generazione di reattiva, con valori di armoniche solo di poco oltre la norma, si è deciso di installare uno Static Var Generator (SVG) da 100 KVAR.

In questo modo, posizionando lo SVG ai capi del rispettivo quadro elettrico di controllo, si è riusciti a limitare un’importante quantità di energia reattiva generata dai motori elettrici dei tre compressori ed ottenere un notevole risparmio di energia elettrica a parità di prestazioni richieste. La scelta di un unico dispositivo che controlli l’intero gruppo invece di tre apparati su ogni singolo compressore è stato per un’ottimizzazione del rapporto costo/beneficio.


Apparati efficientamento elettrico
Static Var Generator

Quali sono le caratteristiche tecniche di questo dispositivo?

  • Tensione nominale: 400 V
  • Fattore di compensazione: fino a 100 KVAR di componenti reattive
  • Power Grid: 3P4W or 3P3W
  • Range armoniche: 2° – 51° armonica
  • Tempo di risposta: < 5 mSec
  • Tempo di risposta ciclo reazione completo: < 10 mSec

È importante evidenziare alcuni aspetti di questo apparato, che lo contraddistinguono da altri prodotti presenti sul mercato:

  1. I tempi di risposta, inferiore ai 5 mSec
  2. L’abbinamento di interventi contemporanei sulla componente reattiva e sulle componenti armoniche

Questi dispositivi funzionando analogamente ai filtri armonici di tipo attivo, permettono una reazione in tempo reale ad ogni comportamento del carico a cui sono collegati e, ottimizzando l’utilizzo dell’energia elettrica, ne riducono gli sprechi.

Fondamentale è la configurazione iniziale del dispositivo, sulla base dell’analisi dei dati di monitoraggio effettuata nelle prime fasi del progetto: una volta installato vengono infatti definiti i “parametri obbiettivo” da raggiungere, come il Power Factor (es. portandolo ad un valore >0,95).

Durante il normale ciclo di funzionamento, l’SVG si adatterà istantaneamente al comportamento del carico, in modo da garantire in qualunque momento una riduzione delle componenti reattive e armoniche, oltre ad ottimizzare ed equilibrare, per quanto possibile, le correnti di carico.

Questo fatto permetterà di ottenere un importante risparmio economico ed un abbattimento dei disturbi o dei guasti delle apparecchiature nella linea elettrica, con benefiche ripercussioni anche sulle altre linee presenti in azienda, ma soprattutto mantenendo le stesse performance produttive.

Prendendo in esame un periodo di 3 mesi, il risultato ottenuto per il gruppo dei compressori C1, C4 e C5 è stato un risparmio di 23.227 kWh, pari al 13% dell’energia elettrica consumata dal carico.


Sistema di supervisione di ECITALIA per Villani

13% di risparmio: un risultato ragguardevole!

Sin dall’inizio si è capito l’interesse dei nostri interlocutori aziendali per la tematica della Power Quality.

Inutile dire che per GBSOLS trovare controparti attente a questa tipologie di problematiche e preparate tecnicamente, come nel caso di Villani, è fondamentale per il buon successo del progetto. In questo caso, inoltre, avere a disposizione un sistema di monitoraggio dei consumi ci ha permesso prima di avere uno storico importante di dati da cui partire e, dopo una fase di tuning iniziale, di poter misurare i risultati conseguiti in maniera puntuale.

E l’installazione di uno Static Var Generator ai capi del carico si è dimostrata una scelta decisamente vincente.


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rcanu
rcanu
Laureato in Ingegneria Elettronica, Roberto è il co-fondatore di GBSOLS S.r.l., società dedicata allo sviluppo del mercato dell’efficienza energetica e delle energie rinnovabili. Dal 2019 è parte dello staff manageriale di e-zoomed, portale dedicato alla mobilità elettrica, con il ruolo di responsabile dello sviluppo in Italia e COO del gruppo. In precedenza è stato co-fondatore di Myenergy S.r.l., che dal 2006 è cresciuta nel mercato del fotovoltaico in Italia, e ancora prima ha rivestito diversi ruoli manageriali in Hewlett Packard come responsabile di team internazionali e di progetti multi-organizzazione.

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