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2 Bilancio Energetico

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2 Bilancio Energetico

  1. 1. Bilancio energetico
  2. 2. Il bilancio energetico <ul><li>ll bilancio energetico è stato introdotto nella legislazione italiana con la legge n. 10 del 1991: analogamente al bilancio contabile ha come obiettivo la quantificazione dei consumi annui. </li></ul>
  3. 3. Il bilancio energetico <ul><li>La prima analisi del bilancio energetico è la suddivisione per tipologia di consumo: </li></ul><ul><li>- Energia Elettrica; </li></ul><ul><li>- Gas; </li></ul><ul><li>- Gasolio; </li></ul><ul><li>L’unità di misura TEP (tonnellate equivalenti di petrolio) consente di rendere omogenee e confrontabili le varie voci. </li></ul>
  4. 4. Il bilancio energetico <ul><li>Anche un bilancio energetico rudimentale permette di calcolare alcuni indici significativi. </li></ul><ul><li>Per esempio: </li></ul><ul><li>- intensità energetica di prodotto (energia/unità di prodotto) </li></ul><ul><li>- energia/fatturato </li></ul>
  5. 5. Il bilancio energetico <ul><li>Raramente indici di questo tipo sono significativi “in se stessi” (con qualche eccezione: p.e. in una centrale elettrica l'intensità di prodotto è anche il rendimento termodinamico complessivo), ma vanno seguiti nel tempo e sottoposti a un minimo di trattamento statistico. </li></ul>
  6. 6. Riconciliazione del bilancio energetico <ul><li>Ma i dati del bilancio devono essere verificati e riconciliati. Si consideri ad esempio la produzione di energia elettrica e termica di un cogeneratore. </li></ul><ul><li>Lo schema può essere semplificato così: </li></ul>
  7. 7. Riconciliazione del bilancio energetico <ul><li>Perdite: considerando solo le perdite di calore nei fumi (trascuriamo le perdite di calore dall'involucro) queste possono essere stimate dalla temperatura dei fumi e dalla loro portata </li></ul>Energia elettrica: viene misurata con un contatore trifase ai morsetti dell'alternatore Energia termica: se viene veicolata sotto forma di vapore può essere misurata in termini di portata, temperatura e pressione. Combustibile: supponendo un potere calorifico noto, sarà sufficiente misurare la portata.
  8. 8. Riconciliazione del bilancio energetico <ul><li>Sotto queste condizioni semplificative il bilancio energetico è facile da calcolare: </li></ul><ul><li>PCI del combustibile </li></ul><ul><li>= Elettricità + Entalpia del vapore + Perdite </li></ul><ul><li>Ma andando a provare sul campo si riscontrano errori anche grossolani: </li></ul><ul><li>1200 kW = 420 kW + 570 kW + 330 kW </li></ul>
  9. 9. Riconciliazione del bilancio energetico <ul><li>Una riconciliazione del bilancio che voglia evitare questa empasse deve essere in grado di svolgere almeno 3 compiti distinti: </li></ul><ul><li>- classificazione delle variabili di processo; </li></ul><ul><li>- riconoscimento, identificazione e stima degli errori grossolani; </li></ul><ul><li>- stima delle variabili di processo non misurate o non misurabili </li></ul>
  10. 10. Classificazione delle misure <ul><li>Non tutte le variabili di processo vengono misurate. Alcune di queste possono essere stimate usando dei sottobilanci di materia e energia, stime sui rendimenti, leggi fisiche, ecc. </li></ul><ul><li>Le variabili non misurate saranno quindi: </li></ul><ul><li>- stimabili (determinabili) </li></ul><ul><li>- non stimabili (indeterminabili) </li></ul>
  11. 11. Classificazione delle misure <ul><li>Un altro modo per classificare le misure è dividerle in ridondanti e non ridondanti. </li></ul><ul><li>Sono ridondanti le misure che rimangono determinabili anche quando la misura viene cancellata. </li></ul><ul><li>Partire da questi concetti quando si analizza o progetta la strumentazione conduce a risparmi importanti, perchè permette di ottimizzare il numero di misure in funzione dell'importanza della misura stessa. </li></ul>
  12. 12. Classificazione delle misure <ul><li>Impostato in questa maniera il problema si può: </li></ul><ul><li>- selezionare l'insieme delle variabili misurate che devono essere riconciliate al fine di incrementare l'accuratezza delle variabili misurate e non misurate di processo </li></ul><ul><li>- selezionare il minimo numero di misure tali che tutte le variabili di processo non misurate possano essere determinate </li></ul>
  13. 13. Modello matematico <ul><li>Un buon modello matematico (descrizione del processo in condizioni stazionarie) è un aiuto potente per: </li></ul><ul><li>- inferenziare misure altrimenti non misurabili </li></ul><ul><li>- riconciliare misure </li></ul><ul><li>- riconoscere gli errori grossolani </li></ul><ul><li>- introdurre controlli predittivi </li></ul><ul><li>- ottimizzare e supervisionare il processo </li></ul>
  14. 14. Modello matematico MODELLO STAZIONARIO DINAMICO LINEARE NON LINEARE ROBUSTO EFFICIENTE SEMPLIFICATO DETTAGLIATO
  15. 15. Ridondanza <ul><li>Un sistema è ridondante quando i dati presenti sono superiori al numero minimo necessario alla determinazione univoca delle variabili indipendenti. </li></ul><ul><li>Gli errori e le fluttuazioni statistiche rendono i dati di un sistema ridondante inconsistenti tra loro. </li></ul><ul><li>E' il caso del nostro cogeneratore: </li></ul>1200 330 570 420
  16. 16. Ridondanza <ul><li>La soluzione è nel cercare non la soluzione esatta ma quella che minimizza l'errore rispetto alle misure in nostro possesso: </li></ul><ul><li>E' intuibile che per sistemi complessi la potenza di calcolo richiesta da questi algoritmi possa essere molto elevata. </li></ul>
  17. 17. Ridondanza ed error detection <ul><li>L'incrocio di un modello matematico e di un certo grado di ridondanza del sistema permette la gross error detection, ossia l'individuazione e l'eliminazione dei dati evidentemente sbagliati. </li></ul>
  18. 18. Gross error detection <ul><li>In questo caso dispongo di 7 misure dove me ne sono sufficienti 2 per determinare una retta. Però una di esse (punto rosso) è grossolanamente sbagliata e può essere eliminata </li></ul>

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