Azionamenti e risparmio energetico.

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Misura del risparmio

Quali sono i parametri utilizzati per misurare il risparmio energetico? Esiste accordo fra le diverse aziende?
Secondo Beccalli, il risparmio energetico è strettamente legato al tipo di applicazione. Per ricavare dei risultati più generali, sono state quindi effettuate numerose simulazioni su motori di taglia diversa, su carichi differenti, in varie condizioni di utilizzo. “E’ chiaro, tuttavia, che in applicazioni molto simili ci possono essere molte variabili che influiscono sul risparmio energetico, ma oggi disponiamo di una base di riferimento”, sottolinea Beccalli. Andreoni: “I costruttori di azionamenti offrono tool software per potere effettuare valutazioni circa il risparmio energetico dei propri prodotti, sulla base della potenza installata e della potenza utilizzata.” La potenza installata è di facile definizione, mentre per quella utilizzata si utilizzano tabelle di riferimento. Normalmente, questi tool vanno oltre il puro risparmio in kWh, addentrandosi anche in aspetti finanziari come il periodo di payback, la redditività dell’investimento, ecc. Ciò permette di offrire un’immediata visione del ritorno economico a chi acquista il sistema. “Questo è il metro che solitamente viene utilizzato per dimostrare che l’inverter assicura un risparmio energetico, anche se è difficile fornire dati numerici precisi”, commenta Andreoni.
Afferma Marietta: “E’ impossibile eseguire un calcolo preciso del risparmio energetico. E’ solo l’utente finale che sa dire come viene utilizzato un certo impianto. Se l’impianto è generico (come un inceneritore, per esempio), il calcolo è più difficile. Quando si parla invece di un impianto più specifico (come una pressa ad iniezione con centralina idraulica) si può conoscere esattamente il tempo di on/off della macchina.” E, trattandosi normalmente di linee su cui non esiste un avviamento/arresto del motore, ma il funzionamento è continuo, si possono fare dei calcoli di ammortamento molto precisi. Calcoli che, comunque, devono essere eseguiti dall’utente finale sulla base della curva di funzionamento e dei costi dell’energia.

“Si possono fare due ordini di considerazioni: a livello macroeconomico e a livello specifico”, interviene Vellante. “A livello macroeconomico la materia è dibattuta da anni a livello europeo. Gli studi più autorevoli concordano sul fatto che il controllo elettronico del motore è l’elemento che influenza maggiormente il risparmio energetico. Per l’Italia l’ipotesi è quella di risparmiare, nell’arco di alcuni anni, il 27% dell’energia installata. Di questo 27%, ben il 13% si può ottenere con un utilizzo più appropriato dei controlli elettronici.” Vellante aggiunge che, a livello specifico, vi sono molti altri studi. Per esempio, se si considera una pompa che aziona un sistema idraulico, per avere una potenza utile pari a 100, in condizioni normali la potenza installata richiesta è pari a 285. Vi sono infatti perdite nel trasformatore, nel motore, nella pompa, nella valvola e nella macchina. Se lo stesso sistema è azionato a velocità variabile, per ottenere 100 è sufficiente una potenza installata pari a 160. Conoscendo il costo del kWh e la curva di funzionamento della pompa, è facile calcolare il tempo di ammortamento. “Vediamo un caso più complesso: una cartiera con azionamenti elettrici” prosegue Vellante. “In questo caso, gli azionamenti elettrici permettono di bilanciare l’energia, favorendo uno scambio fra i sistemi che frenano e i sistemi che richiedono energia. L’unico consumo riguarda quindi gli attriti e da 0,3 kWh per kg di carta prodotta si può passare a 0,18 kWh/kg.” Fra questi due estremi esistono numerose varianti: dagli ascensori, agli impianti di condizionamento, ecc. “Concludiamo con un ascensore da centro commerciale, con una portata di 1.000 kg, azionato da un motore convenzionale da 8,8 kW, per un’altezza di 17 m con 5 fermate”, afferma Vellante. “La soluzione a risparmio energetico permette di utilizzare un motore da 6,3 kW e, nell’ipotesi di 1.400 fermate al giorno, si può risparmiare l’81% dell’energia. L’investimento viene quindi ammortizzato in circa 18 mesi.” Gli ostacoli nascono quando l’ente che deve investire sul risparmio energetico tocca settori meno noti all’opinione pubblica. Per esempio, è più facile convincere il cliente ad acquistare una lampadina a risparmio energetico, che non un azionamento a velocità variabile.

Carico e condizioni d’uso

In che modo il carico e l’uso dell’azionamento possono incidere sul risparmio energetico?
Andreoni: “Quando si parla di carichi variabili o a coppia quadratica o cubica, è il carico stesso che determina un forte dispendio energetico se non si utilizza un azionamento elettronico. Sarebbe come guidare un’automobile schiacciando al massimo l’acceleratore e regolando la velocità con il freno.” In un impianto industriale, una pompa centrifuga o un ventilatore fanno proprio questo. In un carico a coppia costante, al contrario, il problema del risparmio energetico è meno evidente. Così come è meno evidente nelle macchine che hanno già un assorbimento molto limitato. Secondo Marietta, esistono anche altre forme di risparmio, come il recupero dell’energia frenante. “E’ il caso dei laminatoi, delle bobinatrici, degli ascensori o degli impianti di risalita”, egli specifica. “In impianti di questo tipo, tuttavia, il costo del convertitore raddoppia: pertanto, mentre sull’utente finale si può avere un notevole impatto, convincere i costruttori di macchine è più difficile.” D’altra parte, l’utente è tanto più sensibile al risparmio energetico quanto maggiore è la potenza installata. Di conseguenza, la maggiore sensibilità è oggi dimostrata dalle aziende più grandi, che hanno ormai avviato un circolo virtuoso. “Se poi, a livello di Comunità Europea, venisse avviato un piano di incentivi, i tempi potrebbero essere anticipati”, conclude Marietta. Afferma Vellante: “Possiamo fare l’esempio di un convogliatore a rulli che trasporta 6 m3 di sabbia/ora su una distanza di 14 m con motoriduttori da 1,2 a 5 kW, funzionante 230 giorni/anno. Utilizzando un convertitore da 1,1 kW e ipotizzando un costo dell’energia di 0,22 euro/kWh, si possono risparmiare circa 100 euro/anno. In questo caso, il periodo di ammortamento è di circa 3 anni. Naturalmente, se in uno stabilimento ci sono centinaia di convogliatori, il risparmio complessivo diventa molto più interessante.”

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