Atti Convegno E3 Day Chloride Milano 16 Febbraio 2010
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Atti Convegno E3 Day Chloride Milano 16 Febbraio 2010

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Atti del convegno E3-DAY Chloride che si è tenuto a Milano, il 16 febbraio 2010.

Atti del convegno E3-DAY Chloride che si è tenuto a Milano, il 16 febbraio 2010.

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Atti Convegno E3 Day Chloride Milano 16 Febbraio 2010 Presentation Transcript

  • 1. Dario di Santo FIRE – Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia L’IMPORTANZA DELLA POWER QUALITY
  • 2. Cos’è la FIRE La Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia è un’associazione tecnico- scientifica che promuove per statuto l’efficienza energetica in tutte le sue forme. Oltre alle attività rivolte agli oltre 500 soci, la FIRE opera su incarico del Ministero dello Sviluppo Economico per gestire le nomine e promuovere il ruolo degli energy manager nominati ai sensi della Legge 10/91. La Federazione collabora con le Istituzioni, la Pubblica Amministrazione e varie Associazioni per diffondere l’uso efficiente dell’energia ed opera a rete con gli operatori di settore e gli utenti finali per individuare e rimuovere le barriere di mercato e per promuovere buone pratiche. www.fire-italia.org www.secem.eu www.e-quem.enea.it
  • 3. La qualità nelle forniture di energia elettrica La power quality L’energia elettrica è un vettore che ha conquistato sempre più spazio negli usi finali di energia grazie alle sue doti che lo rendono facile da L’indagine FIRE produrre, trasportare e convertire in altre forme di energia e lavoro. I risultati Per poter fruire dell’elettricità I temi caldi è necessario che la sua fornitura sia caratterizzata da: Per approfondire stabilità drispondenza alle esigenze dell’utente; continuità; i tensione e frequenza; sicurezza nell’utilizzo. La FIRE decise di lanciare un’indagine nel www.fire-italia.org 2000 sulla qualità percepita dell’energia elettrica, ritenendo il tema delicato in un mercato in fase di liberalizzazione. 4
  • 4. L’indagine della FIRE del 2000 L’indagine svolta fu qualitativa, con quesiti volti a comprendere la sensibilità La power quality degli energy manager al fenomeno, la consistenza percepita del problema, la disponibilità ad investire per ridurlo e proteggersi dai disturbi. L’indagine FIRE I risultati Al questionario hanno risposto I temi caldi oltre 600 soggetti, ossia oltre il 20% dei nominati ai sensi Per approfondire dell’articolo 19 della Legge 10/91. L’indagine fu seguita ad inizio 2001 da un questionario di approfondimento, volto a quantificare i fenomeni, che ottenne un numero di risposte nettamente inferiore. 5
  • 5. I risultati dell’indagine Una sintesi degli esiti dell’indagine. La power quality L’indagine FIRE I risultati I temi caldi Per approfondire 6
  • 6. I risultati dell’indagine Una sintesi degli esiti dell’indagine. La power quality L’indagine FIRE I risultati I temi caldi Per approfondire Il 40% delle risposte si dichiarava interessato a contratti indicizzati alla power quality. 7
  • 7. I risultati dell’indagine L’indagine è stata seguita da una serie di iniziative, in particolare con uno studio La power quality commissionato all’Università di Roma 3, che ha ulteriormente evidenziato l’importanza della qualità percepita, e con una serie di azioni che hanno L’indagine FIRE confermato l’interesse degli utenti. I risultati Alcuni aspetti emersi nel corso delle attività: I temi caldi si avverte una scarsa attenzione alle problematiche collegate ai Per approfondire disturbi transitori e della forma d’onda nella progettazione e nell’esercizio delle linee interne di utenza; gli utenti più sensibili ai disturbi hanno provveduto a dotarsi di sistemi di protezione, spesso costosi; l’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas ha affrontato da tempo e con buoni risultati il tema delle interruzioni, mentre risulta più difficile entrare nel merito dei disturbi transitori; le iniziative rivolte ai contratti indicizzati sulla power quality non hanno forse goduto della giusta attenzione; molti utenti lamentano danni subiti in seguito a disturbi di rete, ma non sono in grado di rivalersi sul gestore di rete; il ruolo della misura diventa determinante per affrontare con maggiore dettaglio e precisione il problema. 8
  • 8. Buoni e cattivi Un aspetto che rende particolare il tema della qualità della tensione è che non La power quality è scontato chi sia il colpevole dei disturbi. L’indagine FIRE I risultati I temi caldi Per approfondire Un guasto su un’utenza o su una rete, così come un disturbo causato da un’apparecchiatura che alteri il segnale elettrico, si propaga alle utenze vicine e alle linee collegate attraverso le cabine di trasformazione. 9
  • 9. Conclusioni Una scarsa qualità della tensione incide negativamente sulle apparecchiature. Si diffondono apparecchi sensibili ai disturbi transitori e contemporaneamente La power quality dispositivi che contribuiscono al problema. L’indagine FIRE I risultati La figura a fianco mostra i campi di suscettibilità ai I temi caldi disturbi transitori di controllori di processo, PLC e PC, ossia Per approfondire dispositivi che controllano una parte sempre più ampia dei dispositivi usati dall’uomo. La possibilità di introdurre normative più stringenti sui disturbi transitori, così come contratti indicizzati alla qualità dipende dunque dalla capacità di misurare e attribuire le responsabilità. 10
  • 10. Una normativa in evoluzione La power quality L’Autorità ha introdotto fin dall’avvio del mercato libero una serie di regole volte a migliorare gli aspetti legati alla qualità commerciale e alla continuità L’indagine FIRE della tensione. I riferimenti principali in vigore sono i seguenti. I risultati Qualità della tensione (power quality) I temi caldi delibera 333/07: disciplina gli standard di miglioramento del Per approfondire servizio per i distributori per durata e numero di interruzioni (delibera 168/08), gli indennizzi automatici per i clienti in caso di interruzioni superiori al numero previsto (a livello individuale per i clienti MT con impianti adeguati); delibera 341/07: determina gli standard di qualità per la rete di trasmissione di Terna (AT e AAT) riferiti alle disalimentazioni complessive e per cliente. Qualità commerciale • delibera 333/07: disciplina gli standard relativi alla qualità commerciale per le aziende distributrici; • delibera 164/08: individua le condizioni per migliorare i servizi di vendita alla luce della completa liberalizzazione del mercato. 11
  • 11. Gli effetti della regolazione La power quality Alcuni dati forniti dall’AEEG. L’indagine FIRE I risultati I temi caldi Per approfondire 12
  • 12. Gli effetti della regolazione La power quality L’indagine FIRE I risultati I temi caldi Per approfondire 13
  • 13. Gli effetti della regolazione La power quality L’indagine FIRE I risultati I temi caldi Per approfondire 14
  • 14. Per approfondimenti La power quality L’indagine FIRE Alcuni siti web utili: I risultati http://www.fire-italia.org/qualita.asp I temi caldi http://www.autorita.energia.it/consumatori Per approfondire http://www.lpqi.org http://powerquality.ricercadisistema.it 15
  • 15. Marco Pandini Efficienza energetica nei data center del mondo finanziario
  • 16. Premessa Il data center per un’azienda del mondo finanziario rappresenta sempre di più l’asset fondamentale, da cui dipende la corretta funzionalità dell’intera struttura per la gestione del business. La funzionalità e l’affidabilità del Data Center è strettamente correlata alle seguenti tematiche: Progettazione Efficienza Energetica Manutenzione 1
  • 17. Visione olistica dei Data Center  Data Center = entità IT  errore  Visione olistica: Data Center è composto da 2 componenti  Building, Site & Facility  Information Technology Visione  Tra le due componenti esiste un evidente problema di comunicazione: il linguaggio utilizzato dagli specialisti non è lo stesso  È necessario prevedere una figura/processo che consenta l’integrazione delle due componenti e dove possibile preveda a supporto un unico strumento di supervisione in grado di integrare i sistemi di supervisione degli edifici (BMS – Building Management System) e i sistemi di supervisione propri dell’IT 2
  • 18. Visione olistica dei Data Center Specialisti (impiantisti, geometri,..) Sistema di supervisione e Building monitoraggio Site & Facility Driver Unità Misura Monitor Spazio m2 DATA CENTER Peso kg/m2 Coordinamento e integrazione Power KW (KW/m2) Information Technology Specialisti (sistemisti, sviluppatori,..) 3
  • 19. Densità di potenza  La presenza di piattaforme eterogenee nella stessa sala impone di abbandonare il concetto di spazio nella predisposizione delle sale tecnologiche a favore di quello di densità di potenza (kw/m2)  In funzione del valore di densità di potenza si distinguono 3 tipologie di zone  Low Density Zone 0,8 – 1,5 KW/m2  Medium Density Zone 1,5 – 4 KW/m2 Densità di  High Density Zone 4 – 25 KW/m2 potenza  Per risparmiare potenza (potenza N-IT) è fondamentale non mescolare l’aria calda (espulsa dai dispositivi hardware) e quella fredda fornita dai sistemi di raffreddamento (migliorare l’efficienza del cooling)  Le tre zone si differenziano oltre che per la densità di potenza richiesta anche per il volume d’aria necessario al raffreddamento; le eventuali pareti che separano le diverse zone possono essere mobili (l’impianto antincendio deve essere correttamente strutturato) in modo da consentire una certa flessibilità. 4
  • 20. Densità di potenza SMDC Low Density Zone Medium Density Zone High Density Zone 5
  • 21. Sistemi di Cooling Aria H2O  Il limite massimo di temperatura per un Data Center è Data Cooling pari a 55°C Center  La latenza termica ha una crescita esponenziale  18°C  55°C 10 ore Information Aria  20°C  55°C 4 ore Technology  22°C  55°C 1 ore  24°C  55°C ≈ 5 minuti  La ridondanza degli impianti di raffreddamento/cooling per mantenere la Cooling temperatura media bassa del D.C. ha un impatto negativo sul consumo di energia (power) e sulla sostenibilità  I sistemi di cooling ad aria richiedono dei dispositivi di exchanger (scambiatori) molto ingombranti che vanno ad incidere sulla variabile spazio e sulla variabile potenza (heat extractors)  Il raffreddamento a liquido (acqua, olio, azoto liquido) è obbligatorio per migliorare l’efficienza e ridurre i consumi  la prossima generazione di chip potrebbe prevedere il raffreddamento a liquido direttamente sul chip 6
  • 22. Criteri costruttivi Cablaggio  Le pareti devono svilupparsi da soletta a soletta per evitare dispersioni (Data Center isolati termicamente dalle strutture 2,5 – 3,5 m circostanti)  Il pavimento sopraelevato deve essere alto 90 cm in modo da ospitare le tubature dell’acqua per il raffreddamento e, separate, le linee di alta tensione (strong power) Strong Power  L’altezza della stanza variabile fra 2,5 m e 3,5 m 90 cm Acqua  Il cablaggio deve essere alloggiato in alto 7
  • 23. 8
  • 24. Energia e sostenibilità  Secondo uno studio di Gartner nel 2030, a livello di pianeta, non ci sarà abbastanza energia per soddisfare tutte le esigenze. A Londra già a partire dal 2012 non sarà possibile attivare un D.C. nella city per mancanza di energia (lo spostamento in periferia/interland non è possibile a causa della latenza introdotta dal geografico, ritardo che non è tollerabile per applicazioni di trading).  Il tema dell’energia impone di cambiare prospettiva e fare reverse engineering Pianeta  Nazione  Città  Sito di D.C.  Il risparmio energetico e la sostenibilità diventano temi fondamentali anche in riferimento ai Data Center  L’aspetto energetico assume ancora più importanza in considerazione del fatto Energia e che Sostenibilità  la costruzione (building) di un Data Center richiede circa 24 mesi  La vita media di un Data Center è stimata in 15 – 25 anni Consumo energia 1 Scalabilità N-IT Delta da IT ridurre 2 Flessibilità e riconvertire in IT power 3 Modularità Tempo 9
  • 25. Indice di efficienza energetica  L’indice per valutare l’utilizzo della potenza elettrica è il PUE Power Usage Effectiveness definito come  2,1 ≤ PUE ≤ 2,6 (mediamente).  PUE Target = 1,5 (Google è a 1,19)  Per ridurre il PUE si agisce su PUE  Sistema di raffreddamento (Cooling)/CRAC (cooling vicino al dispositivo IT, H2O,aria fredda /aria calda)  UPS  Ridondanza (= spreco, da rivedere alla luce del Green IT e della sostenibilità)  Virtualizzazione  È necessario focalizzare l’attenzione sull’energia Non-IT e cercare di convertirla in energia IT  Fra le perdite di energie si annoverano anche le continue trasformazioni AC-DC. Le macchine del futuro potrebbero “tornare a funzionare” a corrente continua. 10
  • 26. Ridondanza Power (IT / N-IT) G.E. DATA CENTER LINEA 1 M.T. LINEA 2 M.T. U.P.S COMMUTATORE CABINA STATICO M.T. POWER N-IT RAMO 2 TRASFORMATORI POWER IT RAMO 1 POWER N-IT Q.E. B. T. COMMUTATORE STATICO U.P.S. G.E. 11
  • 27. 12
  • 28. Manutenzione L’utilizzo dei gruppi di continuità e dei sistemi di accumulo dell’energia di riserva è imprescindibile per la Business Continuity Operation di un Data Center. La manutenzione preventiva specialistica è fondamentale per l’efficienza dei sistemi di continuità assoluta. Gli strumenti di supporto al servizio di manutenzione preventiva sono: Sistema di Presidio tecnico Pianificazione e audit Supervisione specialistico 13
  • 29. 14
  • 30. Roberto Viarengo Rai – Radiotelevisione Italiana QUALITÀ E CONTINUITÀ DEL SERVIZIO ELETTRICO NEL SETTORE DEI MEDIA
  • 31. QUALITA` E CONTINUITA` DEL SERVIZIO ELETTRICO NEL SETTORE DEI MEDIA Prima parte: Energia Seconda parte: Qualità e continuità
  • 32. Presenza Rai sul territorio Nazionale La Rai in numeri energetici Punti di prelievo Energia elettrica e Gas: • 2 Direzioni generali; • 4 Centri di Produzione TV; • 1 Centro di produzione RF; • 17 Sedi Regionali. TOTALE ENERGIA • Energia elettrica = 121 GWh/anno • Gas naturale = 6 Mm3/anno
  • 33. Ripartizione energia per tipologia di insediamenti aziendali 19% Centri di produzione 8% Direzioni generali Centri regionali 73%
  • 34. Energia prelevata da tutti gli insediamenti Rai RM CPTV Saxa 35.000 SEDI REGIONALI RM CPTV Teulada 30.000 MI CPTV TO CPTV 25.000 NA CPTV 20.000 RM CPTV Dear RM DG 15.000 RM CPRF TO DG 10.000 RM CPTV Salaria 1031 RM CPTV Salaria 1041 5.000 0 MWh
  • 35. Grafico prelievi – Insediamento uso “uffici” (profilo P=61% - OP=39%)
  • 36. Grafico prelievi – Insediamento uso Produzione TV (profilo P=39% - OP=61%)
  • 37. EFFICIENZA ENERGETICA - SOLUZIONI IMPIANTISTICHE Energia elettrica • Illuminazione: corpi illuminanti con alimentatori elettronici ad alto indice di efficienza energetica; • FM: motori elettrici e variatori di velocità ad alta efficienza. • Gruppi Frigoriferi associati a vasche di accumulo e banche del ghiaccio. Gas • Centrali termiche dotate di generatori ad alto rendimento o a condensazione.
  • 38. QUALITÀ E CONTINUITÀ DEL SERVIZIO ELETTRICO • Sistemistica (flessibilità impiantistica); • Affidabilità dei singoli componenti; • Esercizio e Manutenzione.
  • 39. Cabina Elettrica Schema elettrico generale (“base”)
  • 40. Cabina Elettrica Schema elettrico generale (sistema doppia sbarra) Cabina A Cabina B
  • 41. Schema a blocchi della distribuzione elettrica per le utenze tecniche SCHEMA A BLOCCHI DELLA DISTRIBUZIONE ELETTRICA PER LE UTENZE TECNICHE CABINA ELETTRICA O SOTTOCABINA ZONA STUDIO TV Q.E. Luci Q.E. Sala Q.E. Controllo Q.E. Regia TV Ripresa TV Apparati TV Centrale TV
  • 42. Complesso regia TV (“Tipo”)
  • 43. Esempio regia TV - Rai
  • 44. Quadro sala apparati (Tipo)
  • 45. I PROBLEMI DEL SISTEMA Nuova tecnologia degli apparati tecnici per i trattamento dei segnali audio/video (dai precedenti sistemi analogici ad i più recenti digitali): • notevoli vantaggi per la semplicità di elaborazione e gestione delle immagini, suono, dati, ecc; • implicazioni per la qualità e la continuità dell’alimentazione elettrica (subite e causate). Apparati digitali con velocità di lettura e scrittura nelle memorie dei processori dell’ordine dei GHz non accettano (pena l’inesattezza dei dati trattati, il reset del sistema o nei casi più estremi il guasto dell’apparato) una rete fuori parametri neanche per pochi millisecondi (>5ms). Una brevissima indisponibilità della rete elettrica di alimentazione, può comportare tempi di ripristino del servizio finale molto lunghi a causa della perdita di stato del sistema.
  • 46. I PROBLEMI DEL SISTEMA Per generare le tensioni in corrente continua necessarie agli apparati digitali, si utilizzano alimentatori piccoli, affidabili ed efficienti di tipo switching ad alta frequenza
  • 47. I PROBLEMI DEL SISTEMA Caratteristica di assorbimento degli alimentatori switching (corrente ad impulsi della durata di circa 2,3 ms in prossimità del picco di tensione a 230V – 50Hz).
  • 48. I PROBLEMI DEL SISTEMA L’illuminazione scenica degli studi televisivi rappresenta anch’essa un carico non lineare in quanto utilizza dimmer di controllo della tensione di fase per la regolazione del flusso luminoso. Parzializzando l’illuminazione si produce una distorsione in corrente che raggiunge il suo valore massimo per una parzializzazione di circa il 45%-50%. CORRENTE PARZIALIZZATA AL 50% DA UN DIMMER LUCI
  • 49. I PROBLEMI DEL SISTEMA Come evidenziato tutto concorre alla distorsione della corrente di impiego nelle linee di alimentazione. Dovendo realizzare un impianto elettrico per alimentare tali carichi ci si trova quindi ad affrontare i seguenti problemi: • Notevoli correnti di contenuto armonico nelle tre fasi (in particolare le correnti di terzo ordine e le multiple dispari si sommano nel neutro in quanto omopolari). • Campo elettromagnetico indotto dalle alte frequenze che può interferire con i segnali. • Distorsione della tensione al carico. • Aumento generalizzato delle perdite di energia e quindi una minore efficienza energetica dell’impianto nel suo complesso.
  • 50. I PROBLEMI DEL SISTEMA Conseguenze: • Possibile malfunzionamento degli apparati tecnici a causa della distorsione della tensione di ingresso agli alimentatori. • Sovradimensionamento di tutte le apparecchiature elettriche. • Sovradimensionamento dei cavi elettrici (primo fra tutti il conduttore di neutro nei sistemi trifase a neutro distribuito). • Malfunzionamento degli apparecchi di protezione (azionamenti intempestivi di interruttori, relè, fusibili ecc.). • Vibrazioni meccaniche.
  • 51. I PROBLEMI DEL SISTEMA Necessità di realizzare un sistema di distribuzione elettrica più evoluto che tenga conto delle mutate esigenze in termini di alimentazione delle apparecchiature elettroniche (no-break) e della necessità di valutare e limitare gli effetti del comportamento non lineare del carico elettronico (il solo sovradimensionamento dei componenti dell’impianto non è più sufficiente).
  • 52. Sorgente Preferenziale Sorgente di Riserva Sorgente di Riserva Sorgente preferenziale (da UPS) (da rete/G.E. o UPS2) (da rete/G.E. o UPS2) (da UPS) SCHEMA ELETTRICO UNIFILARE Quadro alimentazione Sala Apparati compensatore attivo di armoniche al pannello allarmi controllo ≈ inversione energia ≈ ≈ commutatore Commutatore statico Statico Alimentazione utenze tecniche Alimentazione utenze tecniche
  • 53. SCHEMA A BLOCCHI IMPIANTO LUCI SCENICHE
  • 54. ESERCIZIO E MANUTENZIONE IMPIANTI • L’esercizio degli impianti è affidato a personale Rai. • La gestione degli impianti nei Centri di Produzione è centralmente realizzata tramite sistemi di supervisione e controllo.
  • 55. ESERCIZIO E MANUTENZIONE IMPIANTI La manutenzione programmata e periodica è affidata a Ditte qualificate. Le procedure per la manutenzione impiantistica sono elaborate da una Struttura centrale che, recependo le esigenze dei singoli Centri, predispone, uniformandoli, i capitolati d’appalto.
  • 56. Alessandro Nalbone Paolo Mistroni Chloride Italia EFFICIENZA ENERGETICA E SOLUZIONI ECO-SOSTENIBILI
  • 57. CSC - Chloride Support & Consulting Da oltre 10 anni, consulenza progettuale e supporto tecnico sempre al servizio del cliente • Supporto ai progettisti • Seminari e conferenze • Visite presso i clienti e training tecnici • Numero verde 800 065151 • Area web riservata www.chlorideconsulting.com/csc.asp • Rivista tecnica trimestrale CSC Paper
  • 58. Il Gruppo Chloride • Fondata nel 1891 nel Regno Unito Total Sales £million • Quotata alla Borsa di Londra - FTSE 250 • Uffici e partner in oltre 100 paesi nel mondo +30% • 2300 dipendenti • Numerosi premi e riconoscimenti Azienda europea Leadership mondiale Leadership nel mercato di UPS dell’anno nel settore industriale dei Data Centres
  • 59. Punti di forza Commutatori Statici Assistenza pre e post UPS da 300 VA a 9600 kVA Telemonitoraggio LIFE.net CROSS e ATS vendita con totale copertura in Italia Sistema di gestione Leadership nei Chloride Academy: Diffusione cultura tecnica ambientale integrata conforme principali comitati training tecnici e (CSC) e organizzazione a BS-EN ISO 9001:2000 normativi italiani ed formazione continua seminari e conferenze e a EN ISO 14001:2004 internazionali ……
  • 60. The Chloride Academy – Power to Learn France La Corporate University del Gruppo Chloride, vanta ad oggi: India • Headquarter a Castel Guelfo, Bologna; • 9 Aree Training Accreditate nel mondo e 3 Aree Training in fase di accreditamento (Shenzhen, Dubai, Mosca); • 2 Main Trainers e 16 Local Trainers; Turkey • Percorsi per tecnici Chloride e Business Partners nelle aree tematiche: Pre-Sales, Sales, Post-Sales; • Programmi di formazione unificati accessibili a tutti, in qualsiasi Germany momento e ovunque nel mondo; • Training ad hoc per Clienti. UK Italy Australia Singapore Spain 6
  • 61. Servizio Post-Vendita • Call Center 24/7/365 • LIFE.net (Telemetria bidirezionale) • 29.000 visite di Assistenza in 1 anno, di cui 14.750 preventive • Interventi tecnici in loco entro 2, 4 e 8 ore dalla chiamata • 75 addetti al servizio assistenza di cui 55 tecnici sul campo • 15.500 UPS con contratto di manutenzione
  • 62. Servizi all’avanguardia Analisi termografica Misurazione delle proprietà elettriche e chimiche delle batterie Manutenzione sui gruppi elettrogeni
  • 63. L’evoluzione tecnologica In uno scenario come quello attuale, quali sono le peculiarità che deve possedere un UPS?  Ottimizzazione delle prestazioni di ingresso (THDI % e PF in ingresso)  Aumento del rendimento AC/AC (rendimento complessivo in funzionamento a doppia conversione)  Ottimizzazione delle prestazioni di uscita (possibilità di alimentare correttamente ogni tipo di carico, sia di tipo induttivo che capacitivo) ……
  • 64. Dal raddrizzatore esafase alle tre modalità di funzionamento. L’evoluzione tecnologica dell’UPS Doppia Raddrizzatore Raddrizzatore conversione a Trinergy esafase dodecafase IGBT THDi = 32% 40% THDi 5% 8% THDi 3% 5% THDi < 3% Input PF = 0.7 0.8 Input PF = 0.8 0.9 Input PF ≥0.99 Input PF ≥0.99 η = 90% 92% η = 90% 92% η = 94% 95% η = 97% 99% ……
  • 65. Nuovo Chloride Trinergy: UPS modulare da 200 a 1200 kW
  • 66. Modularità a tre dimensioni Modularità verticale Possibilità di eseguire la manutenzione di un modulo da 200 kW mentre il sistema UPS continua a proteggere il carico. Modularità ortogonale Fino a otto unità in parallelo. Unità I/O Interfaccia principale Carico da 400 kW Modularità orizzontale per la connettività e i Sino a 1200 kW con moduli collegamenti Carico da 600 kW Carico da 800 kW aggiuntivi da 200 kW. elettrici. Modularità verticale: organizzazione interna di ciascun modulo da 200 kW in cassetti (raddrizzatore, inverter, statico di bypass e booster): • MTTR minimo • Nessuna interruzione dell’alimentazione del carico
  • 67. Modularità a tre dimensioni Modularità verticale Possibilità di eseguire la manutenzione di un modulo da 200 kW mentre il sistema UPS continua a proteggere il carico. Modularità ortogonale Fino a otto unità in parallelo. Unità I/O Interfaccia principale Carico da 400 kW Modularità orizzontale per la connettività e i Sino a 1200 kW con moduli collegamenti Carico da 600 kW Carico da 800 kW aggiuntivi da 200 kW. elettrici. Modularità orizzontale: scalabilità in campo fino a 6 unita e 1200 kW di potenza: • Ridondanza aggiungendo 200 kW di potenza • Ridondanza circolare
  • 68. Modularità a tre dimensioni Modularità verticale Possibilità di eseguire la manutenzione di un modulo da 200 kW mentre il sistema UPS continua a proteggere il carico. Modularità ortogonale Fino a otto unità in parallelo. Unità I/O Interfaccia principale Carico da 400 kW Modularità orizzontale per la connettività e i Sino a 1200 kW con moduli collegamenti Carico da 600 kW Carico da 800 kW aggiuntivi da 200 kW. elettrici. Modularità ortogonale: parallelabilità fino a 8 UPS e 9600 kW di potenza: • Elevate potenze in gioco • Gestione del parallelo come per i classici UPS
  • 69. Ridondanza circolare. Efficienza tra il 95 e il 99% per un carico > 20% • Gestione ottimizzata dell’energia in presenza di carichi parziali • Risparmio sui costi energetici in tutte le installazioni in cui si verificano frequenti variazioni di potenza richiesta Carico ……
  • 70. Massimo controllo dell’energia (modalità VFI) Efficienza > 95% L’UPS sceglie automaticamente questa configurazione quando è necessario un condizionamento completo dell’energia per fornire al carico la migliore forma d’onda. ……
  • 71. Massimo risparmio energetico (modalità VFD) Efficienza 99% L’UPS è in grado di scegliere automaticamente questa modalità di funzionamento nel caso venga rilevata una situazione che non necessita di condizionamento della sorgente ma solo di un controllo continuo di essa. Questo permette di ottimizzare l’efficienza assicurando al contempo la stabilità di alimentazione del carico. ……
  • 72. Alta efficienza e condizionamento della sorgente (modalitàVI) Efficienza 96-98% In questa modalità di funzionamento l’UPS usa solo l’energia necessaria per fornire la potenza al carico con la migliore qualità possibile. L’UPS sceglie automaticamente questa configurazione ogni volta che il carico richiede il condizionamento della sorgente, senza l’esigenza di funzionamento in doppia conversione. ……
  • 73. Livelli di efficienza ottimizzati VFD 99% Efficienza di funzionamento media in condizioni tipiche di VI 96/98% un data center* 97,9% VFI > 95% *: per i dettagli sulle condizioni prese in considerazione, fare riferimento alle note sulle applicazioni in “Risparmio energetico”.
  • 74. Risparmio energetico (relativo all’UPS) kW(1/η1 -1 /η2 )*24*365*1,7 = risparmio/anno KW = potenza uscita UPS η1 = efficienza dell’UPS tradizionale 92,5% η2 = efficienza dell’UPS, CHLORIDE 97,9% 24 = ore al giorno 365 = giorni all’anno 1,7 = coefficiente che tiene conto del condizionamento dell’aria nell’ambiente in cui è installata l’apparecchiatura
  • 75. Risparmio annuo di oltre 47.000 € Confronto tra diverse tecnologie di UPS per l’alimentazione di un carico di 540 kW, con un UPS da 600 kVA (cosφ 0.9). Ipotesi di costo del kWh di 0.1 € Risparmio Risparmio Risparmio Efficienza energetico annuo economico economico operativa [MWh] annuo in 5 anni Tecnologia standard 92,5% esistente Miglior tecnologia esistente 94,9% 219,9 18.399 € 91.997 € (doppia conversione e DIM) Tecnologia Trinergy 97,9% 479,5 47.953 € 239.765 €
  • 76. Emissioni di gas serra per l’alimentazione (risparmi con un UPS Trinergy da 1 MW) 50 kW risparmiati ogni anno significano € 75.000 40.000 kg di CO2 Cost Saving CO2 Saving EUR kg 800000 400000 700000 350000 600000 300000 500000 250000 400000 200000 300000 150000 200000 100000 100000 50000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 anno anno Costo per kWh pagato al fornitore di CO2 per kWh elettricità: 0,10 €
  • 77. Compatibilità con carichi IT • Un UPS tipico può alimentare con PF • Trinergy alimenta PF fino a 1 con 0,8-0,9 un carico resistivo carico resistivo • Compatibile solo con carichi • Compatibile con tutti i carichi grazie da 0,8 induttivo a 0,9 capacitivo al Diagramma di uscita simmetrico • Entrambi i PF induttivo e capacitivo? • Entrambi i PF induttivo e capacitivo? No Sì Declassamento Potenza Capacitivo Induttivo ……
  • 78. Soluzioni di Storage Energetico Eco-sostenibile IMMEDIATAMENTE A LUNGA DURATA E CON UN DISPONIBILE TRANSITORIO BATTERIE GRUPPI ELETTROGENI FLYWHEELS FUEL CELLS • Ingombri ridotti • Impatto minimo sull’ambiente • Risposta dinamica eccellente • L’acqua è l’unico prodotto di reazione • Bassa manutenzione • Autonomia pressochè illimitata • Long design life: 20 anni • Valida alternativa al gruppo elettrogeno
  • 79. Energia cinetica Un Volano (Flywheel) è una forma di immagazzinamento di energia cinetica. L’energia viene immagazzinata da un rotore che ruota attorno a un asse. L’energia immagazzinata è proporzionale alla massa rotante e al quadrato della sua velocità di rotazione. Low speed High speed • “Low-speed”: Da 1800 a 8000 RPM • “High-speed”: Fino a 36 kRPM • Più massa = più energia • Più energia grazie a velocità elevate • Doppia massa = doppia energia • Doppia RPM = Energia quadrupla E = kMω 2 E: Energia k: Costante dipendente dalla forma della massa rotante M: massa rotante del volano ω: Velocità angolare ……
  • 80. VDC e VDC-XE – Caratteristiche tecniche VDC VDC-XE 215 kW 300 kW Max Potenza per 5 s per 5.4 s Max Energia 3.000 kW-s 3.000 kW-s Accumulata @100 kW @160 kW 1872 mm Velocità Da 18.5 a 36 kRPM Ingombro 0.58 m2 Peso 826 kg Protezione Interruttore DC incluso 762 762 mm mm
  • 81. VDC e VDC-XE – Compatibilità con gli Standard europei • Rispondenza agli Standards Europei: • EN 61000-6-4:2001 (Normativa sulle emissioni elettromagnetiche per le apparecchiature industriali) • EN 61000-6-2:2001 (Normativa sui requisiti di immunità elettromagnetica per le apparecchiature industriali) • EN 60204-1 (Sicurezza sulle macchine) • 2004 / 108 / EC (directive EMC e successive modifiche) • 98 / 37 EC (Direttiva macchine e successive modifiche) • Compatibile con le zone sismiche 3 e 4 • Utilizzo di materiale di impiego Aerospaziale per il rotore • Levitazione magnetica della massa rotante: • Non è richiesta manutenzione • Assenza di usura sulle parti meccaniche • Vita attesa maggiore (certificata di oltre 20 anni) • Maggior efficienza
  • 82. Configurazioni tipiche di un sistema UPS con volani Soluzione per le microinterruzioni Soluzione “ponte” al gruppo diesel Battery “Hardening”
  • 83. Manutenzione Programma di sostituzione dei principali componenti Componente Vita Attesa Note (per il tecnico manutentore) Filtri aria 1-3 anni Controllare periodicamente i filtri (4 volte l'anno) Controllare periodicamente il livello e la pulizia dell'olio (ogni 6 mesi) Al fine di assicurare adeguata operatività, la pompa del vuoto va Pompa del vuoto 7 anni manutenuta una volta l'anno tramite sostituzione dell'olio. La pompa dell'olio va ritenuta guasta quando la pompa non mantiene il livello di pressione desiderato. Ventole interne di 7 anni raffreddamento Ventole interne di Check dopo 5 anni raffreddamento del modulo 7 anni di conversione di potenza I condensatori sono considerati guasti quando la loro capacità Condensatori HV 7-10 anni misurata è del 5% inferiore del valore nominale
  • 84. Tecnologia PEMFC: Membrana a scambio Protonico ……
  • 85. Soluzioni di continuità elettrica Fino a 8 ore di autonomia + Fuel Cell Bombole H2 Oltre a 8 ore + + Fuel Cell Reformer
  • 86. Sistema integrato con reformer Membrane H2 >99.95% Water H 2O Methanol Steam CH3OH Reformer <100ppm CO, ~ 2% CO2 <2ppm NOx, 0ppm ex. Vaporizer hydrocarbons Combustion AMBIENT Chamber AIR ……
  • 87. ElectraGen™ XTR Skid 3 e 5 kW Installazioni in Installazioni indoor Sistema modulare condizioni estreme Con serbatoio (220l) (parallelabile fino a 3 unità)
  • 88. Caso pratico (1): ElectraGen XTR Skid 5 kW Il Cliente: SFR – Vodafone Pigna Corbino (Corsica) Applicazione: Copertura GSM Prodotto usato: ElectraGenTM XTR Skid 5 kW Esigenze di impianto • Lunga autonomia • Condizioni estreme dell’installazione • Restrizioni ambientali contro l’uso di gruppi elettrogeni Caratteristiche Fuel Cell • Reformer per autoproduzione idrogeno • Alimentazione con HydroPlus (miscela metanolo-acqua in un serbatoio da 220l con autonomia fino a 48 ore)
  • 89. Caso pratico (2): ElectraGenTM 5 Il Cliente: Orange UK - Elan Valley (Galles) Applicazione: Alimentazione ponte radio in combinazione a un sistema di pannelli fotovoltaici e turbine eoliche (i tre sistemi sono a supporto di un banco batterie da 1000 Ah) Prodotti usati: ElectraGen 5 e ElectraGen XTR (con reformer integrato) Esigenze di impianto • Sostituzione di un generatore alimentato a GPL • Difficoltà di accesso al sito • Silenziosità della soluzione • Generazione in sito dell’idrogeno • Monitoraggio da remoto
  • 90. Le Armoniche Cosa sono le armoniche? Le armoniche sono delle componenti in frequenza associate alla frequenza fondamentale. Per la rete commerciale la frequenza nominale è 50 Hz. Qual è la causa delle armoniche? Carichi non-lineari possono generare armoniche in tensione e corrente che possono arrecare effetti indesiderati sui dispositivi elettronici che vengono progettati per operare come carichi lineari. Quali sono le cause di armoniche? • Raddrizzatori • Azionamenti AC & DC • UPS • Forni ad arco • Carica batterie
  • 91. Effetti sui sistemi di potenza • Riduzione della vita delle apparecchiature (elettriche, elettroniche, cablaggi, protezioni,…) • Interventi intempestivi delle protezioni a protezione dei carichi • Disturbi nei processi vari (lavorazione, elaborazione, trasmissione,…)
  • 92. Filtro Attivo. Principio di funzionamento Le armoniche vengono compensate dal filtro attivo tramite l’iniezione di una corrente che compensa la distorsione causata dai carichi verso la rete; La corrente di ingresso viene letta dal DSP, il quale calcola le armoniche da compensare e la potenza reattiva; Il filtro genera le armoniche (di segno opposto a quelle della rete) e le immette nel circuito di potenza. Fundamental only idistortion Supply Load icompensation Active Filter
  • 93. 2 UPS x 300 kVA in parallelo ridondante 2 x 300 kVA UPS (12-P) + Filtri attivi % del Efficienza Input PF THDi% Input PF THDi% carico UPS UPS 0.75 8% 50% 92% >0.95 <3% 2x100 A (no PFC) (no PFC) 0.92 6% 50% 92% >0.95 <3% 60 A (in PFC) (in PFC) UPS Power demand (no PFC): 300kVA ⋅ 0.75 ⋅1.1 = 296kW 0.92 296kW UPS input current (no PFC): = 518 A 400V ⋅ 3 ⋅ 0.75 UPS Power demand (in PFC mode): 300kVA ⋅ 0.92 = 300kW 0.92 300kW UPS input current (in PFC mode): = 470.7 A 400V ⋅ 3 ⋅ 0.92
  • 94. Le esigenze di tipo economico e di carattere ambientale NON DEVONO ESSERE PERSEGUITE A SCAPITO DI FUNZIONALITA’, AFFIDABILITA’, MANUTENIBILITA’ E SICUREZZA DEGLI IMPIANTI IL CONNUBIO PUO’ ESSERE OTTENUTO MIGLIORANDO L’EFFICIENZA DEL SISTEMA E UTILIZZANDO TECNOLOGIE GREEN ……
  • 95. Paolo Mistroni Telemonitoraggio LIFE.net
  • 96. LIFE.net: telediagnostica e telemonitoraggio 24/7  Massimizzare la disponibilità dell’UPS  Ispezione dei parametri di sistema vitali  Analisi dei dati per l’esame dei trend  Confronto con dati storici dal comportamento conosciuto  Previsione guasti  Minimizzare i costi dei downtime  Identificazione immediata dei problemi  Risoluzione guasti al primo intervento  DIMINUZIONE COSTI OPERATIVI Programma di assistenza Chloride Expert
  • 97. Requisiti dei clienti nella scelta di un UPS 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Affidabilità del prodotto Capacità dei tecnici di espletare il lavoro Velocità di risposta a situazioni di emergenza Rispetto di salute e sicurezza Prodotto in grado di soddisfare specifiche esigenze Qualità del lavoro in qualsiasi sito Il personale dell’assistenza mantiene promesse e impegni Il tecnico rispetta le regole e normative prestazionali specifiche del sito Risposta a tutti i reclami Prestazioni relative alla consegna Fonte: The Leadership Factor – Sondaggio nel Regno Unito, marzo 2009
  • 98. Requisiti dei clienti influenzati da LIFE.NET 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Affidabilità del prodotto Capacità dei tecnici di espletare il lavoro Velocità di risposta a situazioni di emergenza Rispetto di salute e sicurezza Prodotto in grado di soddisfare specifiche esigenze Qualità del lavoro in qualsiasi sito Il personale dell’assistenza mantiene promesse e impegni Il tecnico rispetta le regole e normative prestazionali specifiche del sito Risposta a tutti i reclami Prestazioni relative alla consegna Fonte: The Leadership Factor – Sondaggio nel Regno Unito, marzo 2009
  • 99. Distribuzione globale dei sistemi LIFE.NET  Arabia Saudita  Argentina  Australia  Austria  Brasile  Cile  Cina  Croazia  Francia  Germania  Giappone  Grecia  India  ITALIA  Polonia  Portogallo  Regno Unito  Repubblica Ceca  Russia  Singapore  Siria  Spagna  Sud Africa  Tailandia  Turchia  USA 26 stazioni LIFE.net >10.000 UPS collegati
  • 100. Layout del centro di assistenza di telediagnostica Siti UPS Master Monitoring Station Centro LIFE.net Field Service Engineer
  • 101. LIFE.NET opera all’interno del controllo Ups CONTROLLO UPS EVENTI VALORI LIFE.net: sistema di analisi e registrazione CHIAMATE UPS A CENTRO LIFE
  • 102. Le chiamate dell’UPS verso il centro LIFE.NET ROUTINE CALL EMERGENCY CALL • Ad intervalli regolari • Immediata notificadegli stati che programmabili, per esempio possono compromettere il ogni 24 ore. funzionamento dell’UPS. • Download degli eventi LIFE • Manovre • Acquisizione del normale trend • Guasti di funzionamento dell’UPS • Condizioni critiche • Verifica del collegamento
  • 103. Panoramica sull’applicazione LIFE.NET
  • 104. Assistenza da “su richiesta” a “proattiva” TEAM DRIVE SERVICE REFERENTE TECNICO CLIENTE ANALISI DA ESPERTI DI UPS • UPS • AMBIENTE REPORTING • CARICO • BATTERIA
  • 105. Analisi dei report e osservazioni Sezione eventi – Dettagli sul guasto della rete elettrica – Dettagli di brownout – Dettagli sui test della batteria – Dettagli sui sovraccarichi Sezione grafica – Corrente di uscita – Temperatura ambiente batteria – Altre misure selezionabili
  • 106. Opzioni di collegamento degli UPS a LIFE.net PSTN GSM LIFE over IP • Linea telefonica • Soluzione non analogica intrusiva • Incremento della larghezza di banda • Può essere una linea • Ottimale in caso di di trasmissione interna tramite PABX indisponibilità delle linee cablate • Riduzione dei costi di • Linea dedicata comunicazione significa non condivisa con altri • Alternativa alla linea apparecchi telefonici telefonica (fax o modem) • Client HTTP
  • 107. Il centro di controllo LIFE.net in ITALIA • 3660 UPS collegati al sistema LIFE.net • Manutenzione Preventiva – 450 UPS in stato di Environmental Warning al giorno – 40 UPS in stato di Severe Warning al giorno • Azioni proattive – 40 chiamate con clienti finali al giorno – 30 chiamate con tecnici dislocati nel terriotorio al giorno. • Gestione delle condizioni operative critiche: – 50 % casuate da guasti alle batterie – 30 % da condizioni ambientali (sovraccarichi, limiti di corrente, sovratemperatura) – 18 % manutenzioni e/o interventi manuali – 2 % guasti di apparati di potenza e/o controllo
  • 108. Se ci fossero altri dubbi o domande vi prego di scrivermi all’indirizzo e-mail: consulting@chloridepower.com