Dario di SantoFIRE – Federazione Italiana per l’uso Razionale dell’Energia

L’IMPORTANZA DELLA POWER QUALITY

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 Ministerodello Sviluppo Economico per gestire le nomine e promuovere il ruolo degli energymanager nominati ai sensi della Legge 10/91.

La Federazione collabora con le Istituzioni, la Pubblica Amministrazione e varieAssociazioni per diffondere l’uso efficiente dell’energia ed opera a rete con glioperatori di settore e gli utenti finali per individuare e rimuovere le barriere dimercato e per promuovere buone pratiche.

Cos’è la FIRE

www.fire-italia.org www.secem.eu www.e-quem.enea.it

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www.fire-italia.org

La qualità nelle forniture di energia elettricaL’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 produrre, trasportare e convertire in altre forme di energia e lavoro.

Per poter fruire dell’elettricitàè necessario che la suafornitura sia caratterizzata da:

stabilità drispondenza alleesigenze dell’utente;

continuità;i tensione e frequenza;sicurezza nell’utilizzo.

La FIRE decise dilanciare un’indagine nel2000 sulla qualitàpercepita dell’energiaelettrica, ritenendo iltema delicato in unmercato in fase diliberalizzazione.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

I temi caldi

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5

L’indagine della FIRE del 2000L’indagine svolta fu qualitativa, con quesiti volti a comprendere la sensibilità degli energy manager al fenomeno, la consistenza percepita del problema, la disponibilità ad investire per ridurlo e proteggersi dai disturbi.

Al questionario hanno rispostooltre 600 soggetti, ossia oltre il20% dei nominati ai sensidell’articolo 19 della Legge10/91.

L’indagine fu seguita adinizio 2001 da unquestionario diapprofondimento, voltoa quantificare ifenomeni, che ottenneun numero di rispostenettamente inferiore.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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I risultati dell’indagineUna sintesi degli esiti dell’indagine.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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I risultati dell’indagineUna sintesi degli esiti dell’indagine.

Il 40% delle risposte si dichiarava interessato a contratti indicizzati alla power quality.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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I risultati dell’indagineL’indagine è stata seguita da una serie di iniziative, in particolare con uno studio commissionato all’Università di Roma 3, che ha ulteriormente evidenziato l’importanza della qualità percepita, e con una serie di azioni che hanno confermato l’interesse degli utenti.

Alcuni aspetti emersi nel corso delle attività:si avverte una scarsa attenzione alle problematiche collegate ai

disturbi transitori e della forma d’onda nella progettazione enell’esercizio delle linee interne di utenza;

gli utenti più sensibili ai disturbi hanno provveduto a dotarsi disistemi di protezione, spesso costosi;

l’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas ha affrontato da tempo econ buoni risultati il tema delle interruzioni, mentre risulta più difficileentrare nel merito dei disturbi transitori;

le iniziative rivolte ai contratti indicizzati sulla power quality nonhanno forse goduto della giusta attenzione;

molti utenti lamentano danni subiti in seguito a disturbi di rete, manon sono in grado di rivalersi sul gestore di rete;

il ruolo della misura diventa determinante per affrontare conmaggiore dettaglio e precisione il problema.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Buoni e cattiviUn aspetto che rende particolare il tema della qualità della tensione è che non è scontato chi sia il colpevole dei disturbi.La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Un guasto su un’utenza o su una rete, così come un disturbo causatoda un’apparecchiatura che alteri il segnale elettrico, si propaga alleutenze vicine e alle linee collegate attraverso le cabine ditrasformazione.

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ConclusioniUna scarsa qualità della tensione incide negativamente sulle apparecchiature. Si diffondono apparecchi sensibili ai disturbi transitori e contemporaneamente dispositivi che contribuiscono al problema.

La figura a fianco mostra icampi di suscettibilità aidisturbi transitori di controlloridi processo, PLC e PC, ossiadispositivi che controllano unaparte sempre più ampia deidispositivi usati dall’uomo.

La possibilità diintrodurre normative piùstringenti sui disturbitransitori, così comecontratti indicizzati allaqualità dipende dunquedalla capacità dimisurare e attribuire leresponsabilità.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Una normativa in evoluzione

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 della tensione. I riferimenti principali in vigore sono i seguenti.

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Qualità della tensione (power quality)delibera 333/07: disciplina gli standard di miglioramento del

servizio per i distributori per durata e numero di interruzioni (delibera168/08), gli indennizzi automatici per i clienti in caso di interruzionisuperiori al numero previsto (a livello individuale per i clienti MT conimpianti adeguati);

delibera 341/07: determina gli standard di qualità per la rete ditrasmissione di Terna (AT e AAT) riferiti alle disalimentazionicomplessive e per cliente.

Qualità commerciale• delibera 333/07: disciplina gli standard relativi alla qualitàcommerciale per le aziende distributrici;• delibera 164/08: individua le condizioni per migliorare i servizi divendita alla luce della completa liberalizzazione del mercato.

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Gli effetti della regolazioneAlcuni dati forniti dall’AEEG.La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Gli effetti della regolazione

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

I temi caldi

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Gli effetti della regolazione

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Per approfondimenti

Alcuni siti web utili:

http://www.fire-italia.org/qualita.asp

http://www.autorita.energia.it/consumatori

http://www.lpqi.org

http://powerquality.ricercadisistema.it

La power quality

L’indagine FIRE

I risultati

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Marco Pandini

Efficienza energetica nei data center del mondo finanziario

1

Premessa

Progettazione

Il data center per un’azienda del mondo finanziario rappresenta sempre di piùl’asset fondamentale, da cui dipende la corretta funzionalità dell’intera strutturaper la gestione del business.

La funzionalità e l’affidabilità del Data Center è strettamente correlata alleseguenti tematiche:

Efficienza Energetica Manutenzione

2

Visione olistica dei Data Center

Visione

Data Center = entità IT errore

Visione olistica: Data Center è composto da 2 componenti Building, Site & Facility Information Technology

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 supervisionein grado di integrare i sistemi di supervisione degli edifici (BMS – Building Management System) e i sistemi di supervisione propri dell’IT

3

Visione olistica dei Data Center

DATA CENTERDATA CENTER

BuildingSite & Facility

BuildingSite & Facility

Information TechnologyInformation Technology

Specialisti (impiantisti, geometri,..)

Coordinamentoe integrazione

Monitor

Monitor

Sistema di supervisione e monitoraggio

Specialisti (sistemisti, sviluppatori,..)

Driver Unità Misura

Spazio m2

Peso kg/m2

Power KW (KW/m2)

Driver Unità Misura

Spazio m2

Peso kg/m2

Power KW (KW/m2)

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Densità di potenza

Densità di potenza

La presenza di piattaforme eterogenee nella stessa sala impone di abbandonare ilconcetto di spazio nella predisposizione delle sale tecnologiche a favore di quello didensità 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

High Density Zone 4 – 25 KW/m2

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 ilvolume d’aria necessario al raffreddamento; le eventuali pareti che separano lediverse zone possono essere mobili (l’impianto antincendio deve esserecorrettamente strutturato) in modo da consentire una certa flessibilità.

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Densità di potenza

SMDC

Low Density Zone Medium Density Zone High Density Zone

SMDC

Low Density Zone Medium Density Zone High Density Zone

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Sistemi di Cooling

Cooling

Il limite massimo di temperatura per un Data Center èpari a 55°C

La latenza termica ha una crescita esponenziale 18°C 55°C 10 ore 20°C 55°C 4 ore 22°C 55°C 1 ore 24°C 55°C ≈ 5 minuti

DataCenterDataCenter

Information TechnologyInformation Technology

CoolingCooling

Aria H2O

Aria

La ridondanza degli impianti di raffreddamento/cooling per mantenere la 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

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Criteri costruttivi

Le pareti devono svilupparsi da soletta a soletta per evitare dispersioni (Data Center isolati termicamente dalle strutture 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)

L’altezza della stanza variabile fra 2,5 m e 3,5 m

Il cablaggio deve essere alloggiato in altoAcqua

StrongPower

Cablaggio

90 cm

2,5 – 3,5 m

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Energia e sostenibilità

Energia e Sostenibilità

Secondo uno studio di Gartner nel 2030, a livello di pianeta, non ci saràabbastanza 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 engineeringPianeta 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 che la costruzione (building) di un Data Center richiede circa 24 mesi La vita media di un Data Center è stimata in 15 – 25 anni

IT

N-ITDelta da ridurree riconvertire in IT power

IT

N-ITDelta da ridurree riconvertire in IT power

1 Scalabilità1 Scalabilità

2 Flessibilità2 Flessibilità

3 Modularità3 Modularità

Consumo energia

Tempo

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Indice di efficienza energetica

PUE

L’indice per valutare l’utilizzo della potenza elettrica è il PUE Power UsageEffectiveness definito come

2,1 ≤ PUE ≤ 2,6 (mediamente). PUE Target = 1,5 (Google è a 1,19) Per ridurre il PUE si agisce su

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.

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Ridondanza Power (IT / N-IT)

POWER N-IT

POWER N-IT

POWER IT

RAMO 2

RAMO 1

Q.E. B. T.

G.E.

TRASFORMATORI

LINEA 1 M.T.

CABINA M.T.

COMMUTATORE STATICO

G.E.

COMMUTATORE STATICO

U.P.S

U.P.S.

DATA CENTER

LINEA 2 M.T.

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Manutenzione

Sistema di Supervisione

L’utilizzo dei gruppi di continuità e dei sistemi di accumulo dell’energia diriserva è imprescindibile per la Business Continuity Operation di un DataCenter. La manutenzione preventiva specialistica è fondamentale perl’efficienza dei sistemi di continuità assoluta.

Gli strumenti di supporto al servizio di manutenzione preventiva sono:

Presidio tecnico specialistico Pianificazione e audit

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Roberto ViarengoRai – Radiotelevisione Italiana

QUALITÀ E CONTINUITÀ DEL SERVIZIO ELETTRICO NEL SETTORE DEI MEDIA

QUALITA` E CONTINUITA` DEL SERVIZIO ELETTRICO NEL SETTORE DEI MEDIA

Prima parte: Energia

Seconda parte: Qualità e continuità

Presenza Rai sul territorio Nazionale

La Rai in numeri energeticiPunti 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

Ripartizione energia per tipologia di insediamenti aziendali

73%

8%

19%

Centri di produzione

Direzioni generali

Centri regionali

Energia prelevata da tutti gli insediamenti Rai

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

MWh

RM CPTV Saxa

SEDI REGIONALI

RM CPTV Teulada

MI CPTV

TO CPTV

NA CPTV

RM CPTV Dear

RM DG

RM CPRF

TO DG

RM CPTV Salaria 1031

RM CPTV Salaria 1041

Grafico prelievi – Insediamento uso “uffici” (profilo P=61% - OP=39%)

Grafico prelievi – Insediamento uso Produzione TV (profilo P=39% - OP=61%)

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.

QUALITÀ E CONTINUITÀ DEL SERVIZIO ELETTRICO

• Sistemistica (flessibilità impiantistica);

• Affidabilità dei singoli componenti;

• Esercizio e Manutenzione.

Cabina ElettricaSchema elettrico generale (“base”)

Cabina ElettricaSchema elettrico generale (sistema doppia sbarra)

Cabina A Cabina B

Q.E. LuciRipresa TV Q.E. Regia TV Q.E. Sala

Apparati TVQ.E. ControlloCentrale TV

SCHEMA A BLOCCHI DELLA DISTRIBUZIONE ELETTRICA PER LE UTENZE TECNICHE

CABINA ELETTRICAO SOTTOCABINA

ZONA STUDIO TV

Schema a blocchi della distribuzione elettrica per le utenze tecniche

Complesso regia TV (“Tipo”)

Esempio regia TV - Rai

Quadro sala apparati (Tipo)

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.

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

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).

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%.

I PROBLEMI DEL SISTEMA

CORRENTE PARZIALIZZATA AL 50% DA UN DIMMER LUCI

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.

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.

I PROBLEMI DEL SISTEMA

Necessità di realizzare un sistema di distribuzione elettrica piùevoluto che tenga conto delle mutate esigenze in termini dialimentazione delle apparecchiature elettroniche (no-break) e dellanecessità di valutare e limitare gli effetti del comportamento nonlineare del carico elettronico (il solo sovradimensionamento deicomponenti dell’impianto non è più sufficiente).

I PROBLEMI DEL SISTEMA

≈

Sorgente Preferenziale(da UPS)

Sorgente di Riserva(da rete/G.E. o UPS2)

commutatore statico

compensatore attivo di

armoniche

Alimentazione utenze tecniche

controllo inversione

energia

al pannello allarmi

≈≈

SCHEMA ELETTRICO UNIFILAREQuadro alimentazione Sala Apparati

Sorgente preferenziale (da UPS)

Sorgente di Riserva (da rete/G.E. o UPS2)

Commutatore Statico

Alimentazione utenze tecniche

SCHEMA A BLOCCHI IMPIANTO LUCI SCENICHE

• 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.

ESERCIZIO E MANUTENZIONE IMPIANTI

La manutenzione programmata e periodicaè affidata a Ditte qualificate.Le procedure per la manutenzioneimpiantistica sono elaborate da unaStruttura centrale che, recependo leesigenze dei singoli Centri, predispone,uniformandoli, i capitolati d’appalto.

ESERCIZIO E MANUTENZIONE IMPIANTI

Alessandro NalbonePaolo Mistroni

Chloride Italia

EFFICIENZA ENERGETICA E SOLUZIONI ECO-SOSTENIBILI

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

CSC - Chloride Support & Consulting

Il Gruppo Chloride

Total Sales £million

+30%

• Fondata nel 1891 nel Regno Unito

• Quotata alla Borsa di Londra - FTSE 250

• Uffici e partner in oltre 100 paesi nel mondo

• 2300 dipendenti

• Numerosi premi e riconoscimenti

Leadership mondiale

nel settore industriale

Azienda europea

di UPS dell’anno

Leadership nel mercato

dei Data Centres

……

Punti di forza

UPS da 300 VA a 9600 kVA Commutatori StaticiCROSS e ATS Telemonitoraggio LIFE.net Assistenza pre e post

vendita con totale copertura in Italia

Sistema di gestione ambientale integrata conforme

a BS-EN ISO 9001:2000 e a EN ISO 14001:2004

Leadership nei principali comitati

normativi italiani ed internazionali

Diffusione cultura tecnica (CSC) e organizzazione seminari e conferenze

Chloride Academy: training tecnici e

formazione continua

The Chloride Academy – Power to Learn

La Corporate University del Gruppo Chloride, vanta ad oggi:• 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;• Percorsi per tecnici Chloride e Business Partners nelle aree

tematiche: Pre-Sales, Sales, Post-Sales;• Programmi di formazione unificati accessibili a tutti, in qualsiasi

momento e ovunque nel mondo;• Training ad hoc per Clienti.

6

UK Italy Singapore Spain

Germany

India

Turkey

France

Australia

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

Servizi all’avanguardia

Analisi termografica

Misurazione delle proprietà elettriche e chimiche delle batterie

Manutenzione sui gruppi elettrogeni

……

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 iningresso)

Aumento del rendimento AC/AC (rendimento complessivo in funzionamento a doppia conversione)

Ottimizzazione delle prestazioni di uscita (possibilità dialimentare correttamente ogni tipo di carico, sia di tipoinduttivo che capacitivo)

……

Dal raddrizzatore esafase alle tre modalità di funzionamento. L’evoluzione tecnologica dell’UPS

Raddrizzatore esafase

THDi = 32% 40%

Input PF = 0.7 0.8

η = 90% 92%

Raddrizzatore dodecafase

THDi 5% 8%

Input PF = 0.8 0.9

η = 90% 92%

Doppia conversione a

IGBT

THDi 3% 5%

Input PF ≥0.99

η = 94% 95%

Trinergy

THDi < 3%

Input PF ≥0.99

η = 97% 99%

Nuovo Chloride Trinergy: UPS modulare da 200 a 1200 kW

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.

Unità I/OInterfaccia principale per la connettività e i

collegamenti elettrici.

Carico da 400 kWCarico da 600 kW

Carico da 800 kW

Modularità orizzontaleSino a 1200 kW con moduli aggiuntivi da 200 kW.

Modularità ortogonaleFino a otto unità in parallelo.

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

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.

Unità I/OInterfaccia principale per la connettività e i

collegamenti elettrici.

Carico da 400 kWCarico da 600 kW

Carico da 800 kW

Modularità orizzontaleSino a 1200 kW con moduli aggiuntivi da 200 kW.

Modularità ortogonaleFino a otto unità in parallelo.

Modularità orizzontale: scalabilità in campo fino a 6 unita e 1200 kW di potenza:• Ridondanza aggiungendo 200 kW di potenza• Ridondanza circolare

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.

Unità I/OInterfaccia principale per la connettività e i

collegamenti elettrici.

Carico da 400 kWCarico da 600 kW

Carico da 800 kW

Modularità orizzontaleSino a 1200 kW con moduli aggiuntivi da 200 kW.

Modularità ortogonaleFino a otto unità in parallelo.

Modularità ortogonale: parallelabilità fino a 8 UPS e 9600 kW di potenza:• Elevate potenze in gioco• Gestione del parallelo come per i classici UPS

……

Ridondanza circolare. Efficienza tra il 95 e il 99% per un carico > 20%

Carico

• Gestione ottimizzata dell’energia in presenza di carichi parziali

• Risparmio sui costi energetici in tutte le installazioni in cui si verificanofrequenti variazioni di potenza richiesta

……

Massimo controllo dell’energia (modalità VFI)Efficienza > 95%

L’UPS sceglie automaticamente questa configurazione quando è necessario uncondizionamento completo dell’energia per fornire al carico la migliore forma d’onda.

……

L’UPS è in grado di scegliere automaticamente questa modalità di funzionamento nelcaso venga rilevata una situazione che non necessita di condizionamento dellasorgente ma solo di un controllo continuo di essa. Questo permette di ottimizzarel’efficienza assicurando al contempo la stabilità di alimentazione del carico.

Massimo risparmio energetico (modalità VFD)Efficienza 99%

……

Alta efficienza e condizionamento della sorgente (modalitàVI)Efficienza 96-98%

In questa modalità di funzionamento l’UPS usa solo l’energia necessaria per fornire lapotenza al carico con la migliore qualità possibile. L’UPS sceglie automaticamentequesta configurazione ogni volta che il carico richiede il condizionamento dellasorgente, senza l’esigenza di funzionamento in doppia conversione.

Livelli di efficienza ottimizzati

Efficienza di funzionamento media in condizioni tipiche di

un data center*97,9%

VFD 99%

VI 96/98%

VFI > 95%

*: per i dettagli sulle condizioni prese in considerazione, fare riferimento alle note sulle applicazioni in “Risparmio energetico”.

Risparmio energetico (relativo all’UPS)

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

kW(1/η1 -1 /η2 )*24*365*1,7 = risparmio/anno

Risparmio annuo di oltre 47.000 €

Efficienza operativa

Risparmio energetico annuo

[MWh]

Risparmioeconomico

annuo

Risparmioeconomico

in 5 anni

Tecnologia standard esistente

92,5%

Miglior tecnologia esistente (doppia conversione e DIM)

94,9% 219,9 18.399 € 91.997 €

Tecnologia Trinergy 97,9% 479,5 47.953 € 239.765 €

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 €

Emissioni di gas serra per l’alimentazione (risparmi con un UPS Trinergy da 1 MW)

Costo per kWh pagato al fornitore di elettricità: 0,10 €

CO2 per kWh

50 kW risparmiati ogni anno significano

€ 75.000 40.000 kg di CO2

0100000200000300000400000500000600000700000800000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Cost Saving

050000

100000150000200000250000300000350000400000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

CO2 SavingEUR kg

anno anno

……

Compatibilità con carichi IT

• Un UPS tipico può alimentare con PF0,8-0,9 un carico resistivo

• Compatibile solo con carichida 0,8 induttivo a 0,9 capacitivo

• Entrambi i PF induttivo e capacitivo?No

• Trinergy alimenta PF fino a 1 concarico resistivo

• Compatibile con tutti i carichi grazieal Diagramma di uscita simmetrico

• Entrambi i PF induttivo e capacitivo?Sì

Declassamento Potenza

Indu

ttivo

Cap

aciti

vo

Soluzioni di Storage Energetico Eco-sostenibileIMMEDIATAMENTE

DISPONIBILEA LUNGA DURATA E CON UN

TRANSITORIO

BATTERIE GRUPPI ELETTROGENI

FLYWHEELS FUEL CELLS

• Impatto minimo sull’ambiente

• L’acqua è l’unico prodotto di reazione

• Autonomia pressochè illimitata

• Valida alternativa al gruppo elettrogeno

• Ingombri ridotti

• Risposta dinamica eccellente

• Bassa manutenzione

• Long design life: 20 anni

……

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.

2ωkME =E: Energia

k: Costante dipendente dalla forma della massa rotanteM: massa rotante del volano

ω: Velocità angolare

Low speed • “Low-speed”: Da 1800 a 8000 RPM

• Più massa = più energia

• Doppia massa = doppia energia

High speed • “High-speed”: Fino a 36 kRPM

• Più energia grazie a velocità elevate

• Doppia RPM = Energia quadrupla

VDC e VDC-XE – Caratteristiche tecniche

762 mm

762 mm

1872 mm

VDC VDC-XE

Max Potenza 215 kW per 5 s

300 kW per 5.4 s

Max Energia Accumulata

3.000 kW-s@100 kW

3.000 kW-s@160 kW

Velocità Da 18.5 a 36 kRPM

Ingombro 0.58 m2

Peso 826 kg

Protezione Interruttore DC incluso

• Rispondenza agli Standards Europei:

• EN 61000-6-4:2001 (Normativa sulle emissioni elettromagnetiche per leapparecchiature industriali)

• EN 61000-6-2:2001 (Normativa sui requisiti di immunità elettromagnetica per leapparecchiature 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

VDC e VDC-XE – Compatibilità con gli Standard europei

Soluzione “ponte” al gruppo diesel

Configurazioni tipiche di un sistema UPS con volani

Soluzione per le microinterruzioni

Battery “Hardening”

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)

Pompa del vuoto 7 anni

Controllare periodicamente il livello e la pulizia dell'olio (ogni 6 mesi)Al fine di assicurare adeguata operatività, la pompa del vuoto va 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 raffreddamento 7 anni

Check dopo 5 anniVentole interne di raffreddamento del modulo di conversione di potenza

7 anni

Condensatori HV 7-10 anni I condensatori sono considerati guasti quando la loro capacità misurata è del 5% inferiore del valore nominale

……

Tecnologia PEMFC: Membrana a scambio Protonico

Soluzioni di continuità elettrica

Fuel Cell

Fuel Cell

+

+

Reformer

+

Fino a 8 ore di autonomia

Oltre a 8 ore

Bombole H2

……

MethanolCH3OH

WaterH2O

<100ppm CO, ~ 2% CO2<2ppm NOx,

0ppm ex. hydrocarbons

H2>99.95%

AMBIENTAIR

Membrane

SteamReformer

Vaporizer

CombustionChamber

Sistema integrato con reformer

ElectraGen™ XTR Skid 3 e 5 kW

Installazioni indoorCon serbatoio (220l)

Sistema modulare (parallelabile fino a 3

unità)

Installazioni in condizioni estreme

Esigenze di impianto• Lunga autonomia• Condizioni estreme dell’installazione• Restrizioni ambientali contro l’uso di gruppi elettrogeniCaratteristiche Fuel Cell• Reformer per autoproduzione idrogeno• Alimentazione con HydroPlus (miscela metanolo-acqua

in un serbatoio da 220l con autonomia fino a 48 ore)

Caso pratico (1): ElectraGen XTR Skid 5 kW

Il Cliente: SFR – VodafonePigna Corbino (Corsica)

Applicazione:Copertura GSM

Prodotto usato:ElectraGenTM XTR Skid 5 kW

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

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)

Le ArmonicheCosa sono le armoniche?

Le armoniche sono delle componenti in frequenza associate alla frequenzafondamentale. 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 chepossono arrecare effetti indesiderati sui dispositivi elettronici che vengonoprogettati per operare come carichi lineari.

Quali sono le cause di armoniche?

• Raddrizzatori

• Azionamenti AC & DC

• UPS

• Forni ad arco

• Carica batterie

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,…)

Fundamental onlySupply

ActiveFilter

i compensation

i distortion

Load

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.

Filtro Attivo. Principio di funzionamento

2 UPS x 300 kVA in parallelo ridondante

kWkVA 2961.192.0

75.0300=⋅

⋅UPS Power demand (no PFC):

UPS input current (no PFC): AV

kW 51875.03400

296=

⋅⋅

2 x 300 kVA UPS (12-P)

% del carico UPS

Efficienza UPS Input PF THDi%

50% 92% 0.75 (no PFC)

8%(no PFC)

50% 92% 0.92(in PFC)

6%(in PFC)

+ Filtri attivi

Input PF THDi%

>0.95 <3% 2x100 A

>0.95 <3% 60 A

kWkVA 30092.0

92.0300=

⋅UPS Power demand (in PFC mode):

UPS input current (in PFC mode): AV

kW 7.47092.03400

300=

⋅⋅

……

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

Le esigenze di tipo economico e di carattere ambientale

Paolo Mistroni

Telemonitoraggio LIFE.net

LIFE.net: telediagnostica e telemonitoraggio 24/7

Programma di assistenza Chloride Expert

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

Requisiti dei clienti nella scelta di un UPS

Fonte: The Leadership Factor – Sondaggio nel Regno Unito, marzo 2009

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

Requisiti dei clienti influenzati da LIFE.NET

Fonte: The Leadership Factor – Sondaggio nel Regno Unito, marzo 2009

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

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

Layout del centro di assistenza di telediagnostica

Siti UPS

Centro LIFE.net

Field Service Engineer

Master Monitoring Station

LIFE.NET opera all’interno del controllo Ups

CONTROLLO UPS

LIFE.net:sistema di

analisi e registrazione

EVENTI VALORI

CHIAMATE UPS A

CENTRO LIFE

Le chiamate dell’UPS verso il centro LIFE.NETROUTINE CALL

• Ad intervalli regolari programmabili, per esempio ogni 24 ore.

• Download degli eventi LIFE

• Acquisizione del normale trend di funzionamento dell’UPS

• Verifica del collegamento

EMERGENCY CALL

• Immediata notificadegli stati che possono compromettere il funzionamento dell’UPS.

• Manovre

• Guasti

• Condizioni critiche

Panoramica sull’applicazione LIFE.NET

Assistenza da “su richiesta” a “proattiva”

ANALISI DA ESPERTI DI UPS• UPS• AMBIENTE• CARICO• BATTERIA

TEAMDRIVE SERVICE

REFERENTETECNICOCLIENTE

REPORTING

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

Opzioni di collegamento degli UPS a LIFE.net

GSM• Soluzione non

intrusiva

• Ottimale in caso di indisponibilità delle linee cablate

PSTN• Linea telefonica

analogica

• Può essere una linea interna tramite PABX

• Linea dedicata significa non condivisa con altri apparecchi telefonici (fax o modem)

LIFE over IP

• Incremento della larghezza di banda di trasmissione

• Riduzione dei costi di comunicazione

• Alternativa alla lineatelefonica

• Client HTTP

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

Se ci fossero altri dubbi o domande vi prego di scrivermi all’indirizzo e-mail:

consulting@chloridepower.com