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rifasamento del drive. Inoltre l’utilizzo di apparecchiature elettroniche di potenza e controllo su larga scala può au- mentare le componenti distorcenti in rete.
I motori a riluttanza magnetica pur rappresentando l’a- vanguardia delle nuove tecnologie sulle macchine elettri- che rotanti, si rifanno a un brevetto di N. Tesla(6) risalente al 1888 denominato motore a poli salienti. Successiva- mente ci furono ulteriori sviluppi da parte di J.K. Kotsko con lo sviluppo del sistema barriera magnetica, per giun- gere sino al 1960, in cui diversi costruttori, iniziarono a sviluppare rotori anisotropi cavi.
Il funzionamento di questo nuovo motore è riferito so- stanzialmente alle 2 grandezze siche che portano alla rotazione dell’albero motore, alla permeabilità magnetica e alla riluttanza. Sempli cando potremmo dire che, men- tre la permeabilità garantisce una maggiore rotazione ri- spetto alla corrente assorbita per generare il campo ma- gnetico, la bassa riluttanza diminuisce le perdite rotoriche e quindi questo produce una bassa resistenza al funzio- namento del motore stesso, garantendo una maggiore prestazione in termini di ef cienza energetica.
Nel motore a riluttanza le linee di forza si portano per- fettamente in quadratura evitando al usso magnetico di virare e quindi di aumentare le perdite per effetto dello scorrimento. Ai ni della rotazione il motore elettrico di- venta sincrono.
Attualmente sul mercato esistono soluzioni di motori elet- trici a riluttanza con alimentazione diretta a rette (D.O.L.) solo per alcune taglie, tipicamente il 1500 giri a 4 poli. Tuttavia, l’effetto del campo magnetico sullo statore ge- nera delle cadute di tensione che, nel calcolo del triango- lo delle potenze, abbassa notevolmente il cosj. Per tale ragione l’installazione del drive consente di contenere la tensione a valori inferiori alla rete (tipicamente alimenta- to dal drive a 370 V) e di erogare la corrente necessaria in funzione della coppia opponente all’asse dell’albero. Ulteriori vantaggi dell’applicazione del motore sincrono
al sistema. Ci sarà quindi a tale scopo un quadro elettri- co, dotato non solo del convertitore di frequenza con le opportune protezioni, ma anche un sistema di rilevamen- to delle grandezze elettriche principali, per dare modo al gestore di veri care in tempo reale lo stato dell’impianto. Il drive potrà essere con gurato successivamente in di- versi modi, ottenendo la performance migliore in funzione dell’architettura d’impianto voluta.
Analisi costi/bene ci dell’intervento
Durante la diagnosi energetica di questo sito si è provve- duto a individuare alcune opportunità di risparmio ener- getico volte a ridurre il contributo delle aree più signi ca- tive ai consumi complessivi del Depuratore.
Per la de nizione delle priorità degli investimenti da fare per migliorare l’ef cienza energetica del sito si sono utiliz- zati i seguenti indicatori economici:
– il Valore Attuale Netto (VAN) che è la somma dei ussi
di cassa relativi a tutta la durata dell’investimento, at- tualizzati all’anno in cui si effettua la stima, consideran- do quindi l’in azione e il cambiamento dei prezzi;
– l’indice di pro tto (VAN/I) uguale al rapporto tra i bene- ci attualizzati e i costi attualizzati.
Un VAN positivo indica che un progetto potrebbe essere accettato in quanto conveniente. L’intervento che si vuo- le approfondire in questo articolo riguarda la sostituzione di uno dei motori dell’impianto di sollevamento con nuo- vo motore elettrico – classe di ef cienza IE4. L’intervento consente di adoperare un macchinario a elevata ef cien- za (superiore al 95%) in funzionamento continuo all’inter- no dell’impianto, in modo tale permettendo un risparmio energetico elevato (Tabella 1).
All’interno del comparto di sollevamento è stato prevista
la sostituzione di uno dei motori elettrici per sollevamento
iniziale, di potenza nominale pari a 110 kWp, con mo-
dello a riluttanza magnetica equipotente, avente livello di
ef cienza energetica IE4. In particolare, il nuovo motore
è privo di avvolgimenti intorno al rotore, evitando le per-
dite di potenza tipiche di questo tipo di macchinari. La
a riluttanza, sono ascrivibili alla possibilità di rotazione
Analisi costi/benefici dell’intervento
del motore a basso regime di giri, senza la necessità di
Durante la diagnosi energetica di questo sito si è provveduto a individuare alcune opportunità
applicare ventilazioni forzate. Nel caso degli impianti a presenza di una geometria dedicata aumenta l’ef cienza
di risparmio energetico volte a ridurre il contributo delle aree più significative ai consumi
depurazione, ove sono presenti trituratori, o altre utenze e contemporaneamente riduce il calore generato dal-
a coppcioemcopsletasnstiiv, itadlelsDoleupziuornaetorarep.presenta una sicura la macchina, mantenendo alta l’af dabilità e riducendo
voce dPi reisrplarmdeiofiennizeirogneeticdoelliempiraiontriistàticdoe. Ngleiiipnavreasgtriam enti qduainfdairle perdmiteigrleiosrisatriveel’reisfpfiectiteonzaai meondeerlgliettriacdaizionali,
precedenti abbiamo visto quali sono stati gli studi e le grazie a una minore temperatura di funzionamento. In
del sito si sono utilizzati i seguenti indicatori economici:
intenzioni circa la soluzione da adottare al ne di ottenere particolare nel caso speci co del Depuratore di Verona, è
- il Valore Attuale Netto (VAN) che è la somma dei flussi di cassa relativi a tutta la durata
un risparmio energetico interessante del sistema di sol- possibile quanti care la riduzione delle perdite rispetto ai
dell’investimento, attualizzati all’anno in cui si effettua la stima, considerando quindi l’inflazione
levamento iniziale. Ovviamente il motore verrà sostituto modelli tradizionali a ef cienza IE2 no a circa il 40%. Di
e il cambiamento dei prezzi;
sul campo con pari taglia, mentre il drive dovrà essere seguito, vengono riportati i dati di input per l’analisi costi-
- l’indice di profitto (VAN/I) uguale al rapporto tra i benefici attualizzati e i costi attualizzati.
alloccato all’interno di un opportuno quadro elettrico. bene ci dell’intervento (Tabelle 2 e 3).
Un VAN positivo indica che un progetto potrebbe essere accettato in quanto conveniente.
L’upgrading elettrico è stato quindi progettato non solo Com’è possibile veri care, si tratta dunque di un investi- L’intervento che si vuole approfondire in questo articolo riguarda la sostituzione di uno dei
per accogliere il convertitore di frequenza, con tutte le mento altamente redditizio, dal tempo di payback piutto- protezmionoitodreil cdaesllo’i,mmpaiaanntcohedicosmoleleuvtailme setnrutomecnotno pneurovo smtoortidoorettoeelectthreicpouò–gcalrasnstiere pdrioe tftfiiceilevnaztai (IPIE>41.) anche reperirLe’intmerovdeontdoincaomnicsoenletegrdainadedzozpeeeralertetricuhne mrifaercitcehinarcionataeslseivdaitsacoenfftiocielnevzati.(superiore al 95%) in
funzionamento continuo all’interno dell’impianto, in modo tale permettendo un risparmio energetico elevato.
Intervento
tempo Ritorno (anni)
Investimento iniziale (€)
Costi variabili per anno (€)
Risparmio netto Energia (kWh/anno)
Risparmio netto spese (€/anno)
van
van/I
Installazione nuovo motore sollevamento IE4
1,4
20.740
200
148.951
23.903
106.732
4,69
Tabella 1. Risparmio energetico conseguito in seguito all’intervento
All’interno del comparto di sollevamento è stato prevista la sostituzione di uno dei motori
elettrici per sollevamento iniziale, di potenza nominale pari a 110 kWp, con modello a
riluttanza magnetica equipotente, avente livello di efficienza energetica IE4. In particolare, il
nuovo motore è privo di avvolgimenti intorno al rotore, evitando le perdite di potenza tipiche di
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gestione energia
questo tipo di macchinari. La presenza di una geometria dedicata aumenta l’efficienza e
Formazione & ProFessione
contemporaneamente riduce il calore generato dalla macchina, mantenendo alta l’affidabilità e