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RISPARMIO ENERGETICO ED ENERGIE RINNOVABILI IN ZOOTECNIA (CORSO REER). prof. Massimo Lazzari Dip. VSA- Veterinaria e Sicurezza alimentare - Università Milano. DI CHE COSA CI OCCUPEREMO. PROGRAMMA RISPARMIO NELLE OPERAZIONI A PUNTO FISSO – SECONDA PARTE Efficienza motori elettrici Inverter
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RISPARMIO ENERGETICO ED ENERGIE RINNOVABILI IN ZOOTECNIA (CORSO REER) prof. Massimo Lazzari Dip. VSA- Veterinaria e Sicurezza alimentare - Università Milano
DI CHE COSA CI OCCUPEREMO PROGRAMMA RISPARMIO NELLE OPERAZIONI A PUNTO FISSO – SECONDA PARTE Efficienza motori elettrici Inverter Rifasamento Recupero calore refrigerazione del latte Risparmio acque abbeverata Diminuzione acque lavaggio Essiccazione
Motori elettrici Potenziale risparmio di 20 TWh / anno 7% di totali consumi elettrici italiani
Motori elettrici • N° motori ~ 20 milioni • Potenza installata ~ 100 GW • Consumo motori ~ 145 TWh/anno N.B.: meno del 2% delle ordinazioni in Italia sono per motori ad alta efficienza (1/5 di media europea ed 1/4 di paesi scandinavi). [Fonte ANIE e CESI rielaborati da Assoutility]
Inverter • Quando un motore alimenta macchine fluidodinamiche (es.: pompe/ventilatori) si varia usualmente la portata con valvole e serrande. E’ come guidare l’auto con acceleratore al massimo e ridurre la velocità agendo sui freni. • Inverter inserito a monte del motore ne varia la velocità ed i consumi in funzione del carico. • In Italia utilizzati inverter per meno del 6% delle possibili applicazioni (paesi scandinavi per oltre l’70%).
Inverter in mungitura • Inverter sul gruppo motore/pompa in mungitura • Dispositivo elettronico che misura la pressione e di conseguenza diminuisce la frequenza della corrente elettrica (in rete è a 50 Hz) e in tal modo contiene la portata della pompa; • Passando da 50 a 40 Hz si ha 40/50 = 0,8 volte la portata nominale (l/min) • Diminuzione dei consumi energetici dell’ordine del 50% • Si monta eliminando completamente il regolatore o lasciandolo con funzione di valvola di sicurezza
Inverter sintesi italiana I risparmi ottenibili con l’applicazione dell’inverter sono pari a: • 35% P&F (pome e ventilatori) • 15% Compressori • 15% Altre Applicazioni Il potenziale risparmio in Italia con l’applicazione estesa di inverter è oltre 12 TWh (10 per il settore industriale) [Fonte ANIE rielaborati da Assoutility]
Rifasamento a causa del fenomeno induttivo nei motori elettrici Motori elettrici Angolo sfasamentoφ Potenza reattiva OLTRE UN CERTO LIMITE SI PAGA ANCHE LA POTENZA REATTIVA
Rifasamento a causa del fenomeno induttivo nei motori elettrici POTENZA REATTIVA INUTILE E DANNOSA
Rifasamento a causa del fenomeno induttivo nei motori elettrici • se questo cos φ medio è sensibilmente inferiore ai valori ottimali di 0.75 - 0.85, lo sfasamento delle linee elettriche dell’azienda è eccessivo, e vale la pena ricercarne le cause oppure rifasare con una batteria di condensatori • si deve saper leggere la bolletta • si possono fare delle misure aziendali cosφ = Preale/Papparente
Rifasamento a causa del fenomeno induttivo nei motori elettrici Oggi in Italia se si consuma energia reattiva Q per più del 50% dell’energia attiva P consumata si paga una penale al distributore per il disturbo provocato alla rete e le perdite generate. La penale corrisponde a: [Fonte ANIE e rielaborati da Assoutility]
Rifasamento a causa del fenomeno induttivo nei motori elettrici Per gli impianti in bassa tensione e con potenza impegnata maggiore di 15 kW: • quando il fattore di potenza medio mensile è inferiore a 0,7 l’utente è obbligato a rifasare l’impianto • quando il fattore di potenza medio mensile è compreso tra 0,7 e 0,9 non c’è l’obbligo di rifasare l’impianto ma l’utente paga una penale per l’energia reattiva • quando il fattore di potenza medio mensile è superiore a 0,9 ed inferiore ad 1 non c’è l’obbligo di rifasare l’impianto e non si paga nessuna quota d’energia reattiva. • Se il rifasamento (carico capacitivo) rimane attivo sulla linea quando non ce n'è bisogno assorbe energia reattiva capacitiva che si somma alla reattiva induttiva normalmente consumata dall'impianto. La somma delle due energie può causare l'addebito di somme per eccessivo consumo reattivo anche se in realtà l'utente sta rifasando gli impianti dell'ente fornitore. • L'utente è quindi sollecitato a rifasare almeno fino ad un fattore di potenza = 0,9.
Rifasamento a causa del fenomeno induttivo nei motori elettrici
INCENTIVI • Efficienza energetica industriale FINANZIARIA 2013- 20% del costo- fino a 40 euro (inverter)- fino a 50 euro (motori ad alta efficienza)- fino a 100 euro (UPS)- fino a 200 euro (batterie di condensatori)- acquisto di inverter con potenza tra 0,75 e 7,5 kW- acquisto di motori ad alta efficienza di potenza tra 1 e 5 kW- acquisto di UPS ad alta efficienza di potenza fino a 10 kvA- batterie di condensatori che contribuiscano alle riduzione delle perdite di energia elettrica sulle reti media e basse tensione [Fonte ANIE rielaborati da Assoutility]
Recupero calore refrigerazione latte Per diminuire o recuperare in parte l’energia dedicata alla refrigerazione del latte si può; • preraffreddare il latte con uno scambiatore di calore e contemporaneamente riscaldare l’acqua destinata al lavaggio dell’impianto di mungitura (25-35 l/capo giorno); • recuperae il calore disperso dal compressore sempre per il riscaldamento dell’acqua • sottoporre l’impianto di refrigerazione ad una accurata manutenzione; • curare l’isolamento delle tubazioni e dei serbatoi di liquido refrigerante; • disperdere, durante il periodo invernale, verso la stalla il calore prodotto dal compressore. • utilizzare una pompa di calore;
Pre refrigerazione latte in entrata nel tank Serbatoio refrigerazione latte collegato ad uno scambiatore di calore per il preriscaldamento dell’acqua destinata alla sala di mungitura
Pre refrigerazione latte in entrata nel tank La quantità di calore che si può sottrarre al latte corrisponde ad una discesa di temperatura fino a 25 - 20 gradi, e dipende da più fattori, quali: • la temperatura dell’acqua di raffreddamento. Se l’acqua arriva da un pozzo potrà essere più fredda e prelevare più calore dal latte; • la quantità di acqua utilizzata. Più acqua si usa e più si può raffreddare il latte, bisogna però tenere presente la disponibilità dell’acqua e il suo possibile utilizzo. È ancora da tenere presenta il fatto che più acqua si usa e minore è la temperatura di quest’acqua all’uscita dello scambiatore. Serbatoio refrigerazione latte collegato ad uno scambiatore di calore per il preriscaldamento dell’acqua destinata alla sala di mungitura
Prerefrigerazione + refrigerazione istantanea con pompa di calore 1a sezione scambio prerefrigerazione 2a sezione scambio refrigerazione istantanea
Risparmio acqua abbeverata L’acqua può provenire: • Acquedotto pubblico • Sorgente • Pozzo A seconda delle provenienze richiede consumi energetici differenti
Risparmio acqua abbeverata Usare abbeveratoi chiusi in allevamenti da latte Posizionare correttamente gli abbeveratoi (specie quelli a succhiotto) in modo che gli animali non possano giocarci Effettuare manutenzione periodica impianto idrico
Risparmio acqua lavaggio Recuperare acqua risciacquo impianto mungitura • Risciacquo: 3-5 min con sola acqua tiepida (30-50°C) • Ricircolo: 10-15 min con acqua calda (+ 60°C) + composti detergenti + composti disinfettanti • Risciacquo finale: Acqua fredda • Asciugatura
Essiccazione cereali Il prodotto viene portato ad un’umidità generalmente inferiore al 15% (umidità commerciale 15,5% per grano e mais) nel caso di granella e di foraggi. Vi sono poi casi particolari, come i semi oleosi che vengono conservati con umidità inferiore al 12% per preservare la frazione oleosadel seme. Sono necessari 595 kcal/kg di acqua teorici, più i consumi per le perdite di processo.
Essiccazione cereali • Scelta razioni alimentari con cereali umidi • Taratura strumenti di controllo umidità del cereale • Riduzione dell’umidità alla raccolta • Essiccazione con aria naturale • Manutenzione dei bruciatori e pulizia dell’essiccatoio • Uso di essiccatoi ad alta efficienza
