Proseguiamo con l’excursus delle schede standardizzate per la valutazione dei risparmi energetici analizzando questa volta la scheda 9T, rientrante nel pacchetto emesso da AEEG a novembre 2011.

Il documento analizza e quantifica i risparmi energetici derivanti dall’applicazione di inverter a sistemi di pompaggio, per potenze inferiori a 22 kw.

Prima di entrare nel merito, volevo fare una precisazione circa la denominazione dei livelli di rendimento dei motori elettrici. L’ultima volta avevo menzionato le sigle EFF1, EFF2, EFF3 per l’identificazione rispettivamente dei motori “high efficiency”, “improved efficiency” e “standard”. Tali classificazioni sono da ritenersi superate dall’entrata in vigore della norma IEC 60034_30:2008 che introduce le seguenti:

-    IE1: rendimento standard (paragonabile ad EFF2);
-    IE2: alto rendimento (paragonabile ad EFF1);
-    IE3: Premium Efficiency;
-    IE4: motori Super Premium.


Pur tuttavia la scheda standardizzata 11T sui motori ad alta efficienza riporta ancora la vecchia classificazione, benché rimandi ad un momento successivo l’aggiornamento con le nuove sigle.

Giungiamo invece al tema degli inverter o VSD (Variable Speed Drive).

Si tratta di dispositivi che, agendo sulla frequenza della corrente di alimentazione e quindi sulla velocità di un motore elettrico in funzione del carico, consentono una sensibile riduzione della potenza assorbita e dei consumi energetici.

In molti casi la variabilità del carico viene gestita da applicazioni meccaniche fortemente dissipative (valvole e serrande che agiscono sulla portata del fluido) che di fatto, creando carico aggiuntivo, si comportano un po’ come un freno pigiato su un’auto a forte velocità. Gli inverter invece agiscono a monte sulla velocità di rotazione, consentendo oltre ai risparmi succitati anche una sensibile riduzione dell’inquinamento acustico e dell’usura dei componenti.

I potenziali di risparmio energetico sono dell’ordine di qualche decina di punti percentuali (possono raggiungere picchi del 40/50%), con andamenti variabili a seconda delle applicazioni (Nota1)  e delle caratteristiche tecniche, e tempi di rientro decisamente interessanti. Anche qui, tuttavia, riscontriamo una scarsissima sensibilità degli operatori economici, come dimostrato sia dai dati sulla penetrazione degli inverter in Italia (inferiore al 10%) sia dai risultati prodotti dalla detrazione fiscale del 20% esistente fino al 2010. Ed anche qui confidiamo nella bontà del meccanismo dei TEE che restano al momento la sola forma di incentivazione prevista.

La quantificazione dei titoli ottenibili (controvalore delle TEP risparmiate) è affidata a 2 schede tecniche:
-    9T: inverter su sistemi di pompaggio di potenza inferiore a 22kw;
-    16T: inverter su pompe con potenza maggiore o uguale a 22kw.

Ci soffermiamo per semplicità sulla prima che si basa su modalità “standardizzata”, mentre la 16T è di tipo analitico e richiede pertanto un’attività di monitoring pre e post attivazione per la rilevazione dei risparmi effettivi, da combinare poi mediante l’applicazione di un algoritmo di calcolo. Partendo dal presupposto che le 2 schede misurano le stesse grandezze riferite al medesimo oggetto, i razionali della scheda 9T sono i seguenti:

-    Minimizzare i dati forniti dal proponente per la valutazione dei risparmi energetici, che dipendono da un numero considerevole di variabili;

-    Ottenere una valutazione di tipo standard (che si basa cioè su alcune assunzioni) senza necessità di misurazioni successive all’installazione dell’inverter.

La 16T, per contro, ha mantenuto un approccio “analitico” in quanto era maggiore il rischio che una valutazione di tipo standard (su pompe di potenza più elevata) potesse discostarsi molto dai risparmi effettivi.

Tornando alla 9T, la procedura di standardizzazione ha ridotto da “n” a 3 le variabili che gli operatori devono riportare per quantificare i saving energetici  ottenibili, in dettaglio:

-    alcune variabili sono state desunte da dati disponibili in letteratura, opportunamente spostati verso valori prudenziali: ad esempio il profilo medio di carico di una pompa centrifuga, che lavora quasi sempre a carico parziale ed il cui profilo incide sui rendimenti del motore e dell’inverter;

-    le variabili di rendimento (pompa/motore/inverter) sono state assunte a priori in funzione dei dati tecnici disponibili e della normativa in vigore (ad es per i motori elettrici è stato assunto un valore corrispondente a quello dei motori EFF2);

-    3 sono invece le variabili in senso stretto che determinano l’entità del beneficio energetico e che gli operatori devono indicare nella scheda: la prevalenza statica (Nota 3) (espressa in % di quella nominale), la potenza di targa compresa tra 4 e 22 kw, le ore di lavoro annue.

I risparmi di energia primaria riportati nella scheda sono misurati rispetto ad una baseline rappresentata dalla regolazione “on – off” piuttosto che “valvola di strozzamento”. Ciò sia per riprodurre una valutazione sufficientemente aderente allo status quo (considerando la maggiore propensione ad avvalersi dell’azionamento on – off nella progettazione dei sistemi di pompaggio - Nota 4) , che per rendere “conservativa” la stima.

Il risultato del lavoro di standardizzazione è che possiamo determinare, conoscendo la sola prevalenza statica, il REP % (Risparmio Energia Primaria) dato dall’installazione di un VSD, variabile tra l’8,5% e il 28,6%.



Successivamente, in funzione della potenza di targa e delle ore annue di funzionamento, quantifichiamo il risparmio in valore assoluto (kwh/annui e TEP/annue), il relativo controvalore in euro in base al prezzo dell’energia, ed i Titoli di Efficienza Energetica ottenibili.


Così come per i motori elettrici, i TEE incidono positivamente sul PBP dell’investimento iniziale, abbattendolo mediamente del 26% anche grazie all’applicazione del tau (Nota 5).

In basso è rappresentato l’andamento del PBP di una pompa che lavora per 4.000 ore annue con una prevalenza statica del 20%, in funzione della potenza nominale. Anche qui, come per i motori elettrici, il PBP è funzione decrescente sia rispetto alla potenza che alle ore annue di funzionamento.



Note:

1 Indicativamente si possono ottenere risparmi nell’ordine del 35% per applicazioni su pompe e ventilatori, 15% per compressori (valori medi).
2 L’energia risparmiata dall’applicazione di un inverter ad una pompa dipende da: caratteristica prevalenza/portata (H-Q),  prevalenza statica, ore di lavoro annue, campo di variazione delle variabili di processo (ciclo di carico), efficienza del motore elettrico e dell’inverter, perdita di prevalenza, punto di lavoro nominale.
3 Intesa come il valore di carico, legato al dislivello tra le estremità del circuito idraulico, che la pompa deve vincere congiuntamente alle perdite di carico dissipative.
4 Secondo i dati di ANIMA il peso delle differenti tipologie di regolazione su sistemi di pompaggio è: valvole di strozzamento 30%, on off 50%, inverter 10%, altro 10%. I sistemi On – off sono mediamente più efficienti rispetto alle valvole.
5  Tau = 2,65 con una vita tecnica di 15 anni, gli stessi valori riconosciuti ai motori ad alta efficienza.