motori ad alto rendimento e inverter per lefficienza energetica confindustria mantova 22 giugno 2007
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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
40
60
80
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…