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Rifasamento

Efficienza energetica per le industrie

    Il rifasamento è una tecnica che migliorando il fattore di potenza (cosf) delle macchine elettriche permette di utilizzare l’energia razionalmente, realizzando importanti risparmi economici e rilevanti miglioramenti tecnici.

    In elettrotecnica la potenza attiva assorbita da un’utenza elettrica è espressa dalla formula:

    P=V*I*cosf

    Dove V è la tensione, I è la corrente e f è l’angolo di sfasamento tra i vettori V e I.

    La potenza attiva è quella che permette alla macchina elettrica di compiere un lavoro utile. Accanto alla potenza attiva, però, è possibile definire una potenza reattiva responsabile del campo elettromagnetico necessario alla macchina elettrica per entrare in funzione.

    Uno sfasamento via via maggiore tra tensione e corrente comporta un valore sempre più basso del parametro cosf, il cui valore massimo è pari a 1. Un impianto a basso cosf converte in potenza attiva (P) un valore di potenza minore di quanto possibile (cioè V*I).

    Nelle utenze industriali la maggior parte dei carichi è di tipo induttivo (motori, trasformatori). Questo significa che la corrente nel circuito elettrico è sfasata in ritardo rispetto alla tensione, cioè che cosf è < 1 e che quindi vi è un assorbimento di potenza reattiva. Ma la potenza reattiva NON è la potenza utile, NON può essere trasformata in lavoro meccanico e causa il transito sulla rete elettrica di corrente induttiva.

    La potenza reattiva che transita sulle linee, impegnando una sezione utile del cavo e provocando delle cadute di tensione, non genera lavoro e causa una diminuzione della capacità di trasporto di “energia utile”.

    Le problematiche causate da un impianto non correttamente rifasato hanno delle ricadute sull’intero sistema elettrico perché comportano:

    • Elevate perdite di potenza nella trasmissione di potenza sulle linee elettriche;
    • Elevate cadute di tensione;
    • Sovradimensionamento degli impianti di generazione e trasporto.

    Valori particolarmente bassi di cosf vengano penalizzati dal fornitore di elettricità. Se il fattore di potenza è inferiore a 0.9 e la potenza impegnata è superiore a 15 kW, la società che fornisce energia applica in fattura l’addebito per basso fattore di potenza (Delibera AEEG n. 23/04).

    L’operazione di rifasamento consiste nell’inserire in parallelo ai motori dei condensatori che contrastano l’effetto dei carichi induttivi, cercando di portare “in fase” tensione e corrente. I condensatori, infatti, si comportano come generatori di potenza reattiva e forniscono alla macchina elettrica tutta la potenza reattiva necessaria per sostenere il campo magnetico. La potenza reattiva fornita dal condensatore non viene più prelevata dalla rete, quindi si riduce sia l’intensità della corrente circolante sia lo sfasamento tra tensione e corrente.

    Quando il fattore di potenza medio mensile è compreso tra 0.7 e 0.9 non c’è obbligo di rifasare l’impianto, ma l’utente paga una penale per l’energia reattiva. Se il fattore di potenza medio mensile è minore di 0.7 l’utente è obbligato a rifasare l’impianto, mentre se il fattore di potenza medio mensile è > di 0.9 non c’è alcun obbligo di rifasamento e non si paga alcuna quota di energia reattiva.

    I vantaggi derivanti da un corretto rifasamento sono:

    • Miglioramento della tensione;
    • Riduzione delle perdite;
    • Ottimizzazione delle gestione dell’impianto elettrico;
    • Risparmio sulla sostituzione dei conduttori di energia per allungamento della loro vita media, perché rifasando l’impianto si riduce la corrente circolante nei cavi.

    Tra i vari interventi di efficientamento definiti per conseguire obiettivi di risparmio energetico nel settore industriale il rifasamento è quello “più trascurato” nonostante offra un tempo di pay-back limitato.

    Secondo Enel Distribuzione molte utenze prelevano energia reattiva con un cosf inferiore a 0.9, tanto che la quota versata dai consumatori a Enel Distribuzione è stata circa 144 milioni di euro nel 2006. In particolare il gettito è stato erogato per il 92% da utenti industriale e del terziario.

    Sempre secondo dati Enel Distribuzione l’aumento dell’obbligo passando da cosf 0.9 a cosf 0.95 comporterebbe il risparmio di 0.6-1 TWh all’anno.

    L’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas e l’Enel ritengono che una quota consistente della penale reattiva immessa in rete è dovuta ad impianti di illuminazione pubblica non dotati di impianti di rifasamento.

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