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LEnergia elettrica ed il suo utilizzo

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Energia elettrica2 Fonti dellenergia Calore Nucleare a combustibile a biomassa Chimica Fotovoltaica Idrica salto fiume maree Eolica

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Energia elettrica3 Pregi e difetti nucleare Minore costo dellenergia Minore inquinamento Possibilit di contaminazione Costi elevati alla dismissione Difficolt di smaltimento materiale radioattivo

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Energia elettrica4 Pregi e difetti combustibile Possibilit di adottare nella stessa centrale combustibile solido, liquido o gassoso Emanazione di fumi inquinanti Dipendenza dal mercato del petrolio Fonte non rinnovabile ed esaurita in un periodo inferiore ad un secolo

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Energia elettrica5 Pregi e difetti biomassa Necessit di adeguata cultura Cattivo odore nello stoccaggio Tecnologia non perfezionata Scorie inquinate

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Energia elettrica6 Pregi e difetti chimica Limitata autonomia Estrema trasportabilit Necessit di ricarica Smaltimento complicato Impianti condizionati da temperatura e possibilit di esplosione

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Energia elettrica7 Pregi e difetti fotovoltaico Elevato costo di costruzione Costo di produzione nullo Necessit di ampi pannelli Rendimento funzione dellilluminamento

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Energia elettrica8 Pregi e difetti idrico (salto) Necessit di un invaso Impatto ambientale Non inquinante Basso costo di esercizio Difficolt di regolazione

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Energia elettrica9 Pregi e difetti idrico (fiume) Minore impatto ambientale Lo stesso fiume pu essere utilizzato per diversi salti Basso costo di esercizio Problemi per la navigazione Poco adatto per la regolazione

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Energia elettrica10 Pregi e difetti idrico (maree) Costo di esercizio limitato Non inquinante Applicabile solo in alcune zone Grande impatto ambientale

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Energia elettrica11 Pregi e difetti eolica Scarsa produzione per macchina Necessit di molti generatori e grandi spazi Impatto ambientale Costi di esercizio limitati Necessit di zona ventosa

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Energia elettrica12 Tensioni di esercizio Si distinguono in: Alte tensioni (superiori a 30.000 V) Medie tensioni (fra 1.000 e 30.000 V) Bassa tensione ( inferiori a 1.000 V) Bassissima tensione (inferiore a 24 V)

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Energia elettrica13 Alte tensioni Sono utilizzate per coprire grandi distanze Normalmente vengono fornite allutente solo nel caso in cui la potenza richiesta di qualche megawatt In questo caso lutente dovr costruire un piazzale allaperto e utilizzare una tensione intermedia per la distribuzione interna

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Energia elettrica14 Tensioni normalizzate 60 kV ( distribuita allutente) 150 kV (distribuita allutente) 220 kV (linee interconnessione) 380 kV (linee dorsali)

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Energia elettrica15 Schema distribuzione AT/MT/bt AT ENEL AT/MT UTENTE UTENTE MT/bt Utente MT/bt Utente MT/bt Utente Rete bt

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Energia elettrica16 Medie tensioni Sono utilizzate per la distribuzione alle grandi utenze: stabilimenti industriali ospedali grandi alberghi centri commerciali gruppi di sale cinematografiche

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Energia elettrica17 Tensioni normalizzate in MT Per tutto il territorio nazionale: 20 kV eccezioni: Roma 8,4 kV Firenze 15 kV Milano 23 kV

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Energia elettrica18 Fonti di energia per un utente Fornitura da parte della Societ erogatrice Gruppo elettrogeno Gruppo di continuit Cogeneratore

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Energia elettrica19 Impianto di utente completo ENEL Cabina trasformazione Gruppo elettrogeno Rete normale Rete preferenziale Rete Continuit Scambio rete-gruppo UPS

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Energia elettrica20 Gruppo elettrogeno Generatore alimentato da motore termico Si accende automaticamente in mancanza di tensione di rete Ha bisogno di serbatoio di gasolio per il funzionamento in emergenza Ha bisogno di batterie per lavviamento automatico

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Energia elettrica21 Capacit del serbatoio Il consumo del GE circa 170 g di gasolio per cavallo ogni ora (CV/h) La potenza del GE data in kVA ( equivalenti ai kW quando il fattore di potenza unitario) Ogni CV pari a 736 W La massa volumica del gasolio pari a 0,85 Quindi per 1 kVA occorre: 1/(0,736 x 0,85) litri di gasolio lora = 1,6 l Normalmente si utilizzano serbatoi da 5 (o 10) metri cubi Un GE da 100 kVA ha autonomia di 31 (62)h

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Energia elettrica22 Gruppi di continuit (UPS) Servono ad alimentare utenze critiche alla mancanza di tensione quali: computer apparecchi elettromedicali apparecchi elettronici Vengono dimensionati per un tempo limitato (10-20 minuti) per intervenire durante lavviamento del GE

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Energia elettrica23 Costituzione di un UPS Raddrizzatore da alternata a continua Convertitore da continua a alternata Batterie Rete Carico

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Energia elettrica24 Problemi di ridondanza In un ospedale bene avere pi di un GE per evitare di interrompere macchine critiche (cuore polmone, respiratori, ecc.) Negli uffici (computer) bene avere un avviso se il GE non si avvia, per chiudere i files aperti durante lautonomia dellUPS

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Energia elettrica25 Cogeneratore E un generatore, normalmente a gas, che funziona contemporaneamente alla rete, o in sua assenza Viene pilotato dalla rete per cui ha di quella le caratteristiche ( frequenza, tensione, fase ecc..) Pu essere commutato su rete in caso di manutenzione

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Energia elettrica26 Tensione normalizzata in bt 400/231 V I valori corrispondono alle tensioni concatenata e stellata di un sistema trifase Tali valori sono fra loro in rapporto come 1 e 3

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Energia elettrica27 Rapporto fra Vc e Vs Vc Vs 30 Vc 2 2 = Vs x cos30 = Vs x 3 2 Vc 2 = Vs x 3 Vc

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Energia elettrica28 Schema trifase R T S N Ir It Is In=Ir+Is+It=0 Ir=Is=It

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Energia elettrica29 Sistemi elettrici Dipendono dalla configurazione dellimpianto di terra. Sistemi TN TN-C TN-S Sistemi TT Sistemi IT

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Energia elettrica30 Sistema TN-C ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE TERRA Fase R Fase S Fase T PEN

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Energia elettrica31 In caso di guasto TN-C ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE TERRA Fase R Fase S Fase T PEN Protezione utente Guasto Fra fase e PEN si verifica un corto circuito ed interviene la protezione utente Ig

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Energia elettrica32 Sistema TN-S ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE TERRA Fase R Fase S Fase T Neutro PE

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Energia elettrica33 In caso di guasto TN-S ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE TERRA Fase R Fase S Fase T Neutro PE Protezione utente Guasto Fra fase e PE si verifica un corto circuito ed interviene la protezione utente Ig

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Energia elettrica34 Sistema TT ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE TERRA ENEL Fase R Fase S Fase T Neutro PE TERRA UTENTE

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Energia elettrica35 In caso di guasto TT ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE TERRA ENEL Fase R Fase S Fase T Neutro PE TERRA UTENTE Protezione utente Guasto Ig Fra fase e PE si verifica un guasto con Ig inferiore a quella relativa al corto circuito la protezione utente interviene se differenziale

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Energia elettrica36 Sistema IT ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE Fase R Fase S Fase T Neutro

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Energia elettrica37 In caso di guasto IT ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE Fase R Fase S Fase T Neutro Protezione utente Guasto Massa dell apparecchio

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Energia elettrica38 In caso di secondo guasto IT ENEL Cabina di Trasformazione UTENTE Fase R Fase S Fase T Neutro Protezione utente 1 Guasto Massa del 1 apparecchio Massa del 2 apparecchio Il corto circuito si verifica tramite la terra 2 Guasto

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Energia elettrica39 Leggi ELETTRICHE DPR 547 del 1955 ( impianti elettrici nei luoghi di lavoro) Legge 186 del 1968 (Norme CEI) Legge 46 del 1990 (sicurezza degli impianti) DPR 447 del 1991 Decreto di attuazione della 46/90)

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Energia elettrica40 Legge 5 marzo 1990 n.46 Norme per la sicurezza negli impianti sono soggetti alla applicazione della legge Impianti elettrici Impianti radiotelevisivi, elettronici e di terra Impianti di riscaldamento e climatizzazione Impianti idrosanitari Impianti per trasporto e utilizzo del gas Impianti sollevamento persone Impianti di protezione anti incendio

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Energia elettrica41 Novit introdotte dalla legge Soggetti abilitati Requisiti tecnico professionali Progettazione degli impianti Installazione degli impianti Dichiarazione di conformit Responsabilit Sanzioni

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Energia elettrica42 Soggetti abilitati Tutte le imprese singole o associate, regolarmente iscritte: nel registro delle Ditte (presso Camera di Commercio) NellAlbo provinciale delle imprese artigiane Lesercizio della attivit subordinato al possesso dei requisiti tecnico professionali

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Energia elettrica43 Requisiti tecnico professionali Laurea in materia tecnica specifica Diploma di scuola secondaria superiore con specializzazione del settore specifico con periodo di 1 anno alle dirette dipendenze di unimpresa del settore Attestato di formazione professionale con periodo di 2 anni Operaio specializzato con periodo di 3 anni

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Energia elettrica44 Installazione Obbligo della regola darte Gli impianti elettrici devono essere dotati di impianti di messa a terra e di interruttore differenziale ad alta sensibilit o di altri sistemi di protezione equivalenti, Tutti gli impianti esistenti devono essere adeguati entro 3 anni dalla entrata in vigore della legge (13 marzo 1993)

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Impianto con collegamento a terra

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Energia elettrica46 ENEL In In-Ig Ig diff Senza guasto Con guasto

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Impianto senza collegamento a terra

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Energia elettrica48 ENEL In In-Ig Ig diff Senza contatto Con contatto

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Energia elettrica49 Conseguenze della disposizione La definizione alta sensibilit ( pari a 30 mA) era una convenzione per addetti ai lavori senza fondamento normativo Manca ogni riferimento al coordinamento delle protezioni. La questione verr risolta dal Regolamento

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Energia elettrica50 Regolamento di attuazione D.P.R. 6 dicembre 1991 n. 447 Il regolamento fissa i limiti per la necessit del progetto e definisce le opere di adeguamento per i fabbricati e gli impianti esistenti

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Energia elettrica51 Precisazioni del regolamento Gli impianti eseguiti secondo norme CEI UNI sono a regola darte (o materiali CE) Gli interruttori differenziali ad alta sensibilit vengono intesi quelli con corrente di guasto non superiore a 1A. Per sistema di protezione equivalente si intende ogni sistema ammesso dalla norma CEI

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Energia elettrica52 Precisazioni del regolamento sugli impianti esistenti Ammesso adeguamento per fasi successive purch entro i tre anni si considerano adeguati gli impianti che abbiano: sezionatori e protezioni contro le sovracorrenti posti allorigine dellimpianto protezione contro i contatti diretti protezione contro i contatti indiretti o interruttore differenziale con soglia 30 mA.

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Energia elettrica53 ENEL In In-Ig In In-Ig Ig diff Con terra Senza terra Ig

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Energia elettrica54 Commento alla figura precedente Il collegamento di terra (PE) unito allinterruttore differenziale ne determina lapertura appena si verifica il guasto Senza il PE occorre che si stabilisca il collegamento precario attraverso il corpo umano Non tutti gli organismi presentano la stessa sopportazione al passaggio di corrente per il tempo di apertura dellinterruttore

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Energia elettrica55 Valori della resistenza di terra Secondo il DPR 547 del 27/04/1955 (sicurezza nei posti di lavoro) il valore deve essere non superiore a 20 Ohm Secondo la norma CEI il valore deve essere coordinato con le protezioni in modo che la tensione di contatto non raggiunga valori pericolosi V=R. I

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Energia elettrica56 V = R. I Dove V = 50 V normalmente V = 25 V in : cantieri locali uso medico ricoveri animali I = corrente di soglia del differenziale (da 30 a 1000 mA cio da 0,03 a 1 A) R pu allora variare tra 25/1 = 25 ohm e 50/0,03 = 1.666 Ohm

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Energia elettrica57 Come ottenere una buona terra? Dispersore verticale o picchetto Dispersore orizzontale Dispersore a piastra o a maglia Plinti di fondazione Il valore dipende dalla resistivit del terreno

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Energia elettrica58 Calcolo della resistenza Rd Resistenza di un dispersore verticale: Rd = m / L m Resistivit media del terreno in.m L = lunghezza dellelemento a contatto in m.

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Energia elettrica59 Calcolo della resistenza Rd Resistenza di un dispersore orizzontale Rd = 2. m / L m Resistivit media del terreno in.m L = lunghezza dellelemento a contatto in m.

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Energia elettrica60 Calcolo della resistenza Rd Resistenza di un sistema di elementi magliati Rd = m / 4. r dove r = raggio del cerchio che circoscrive la maglia in m.

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Energia elettrica61 Calcolo della resistenza Rd Ferri delle fondazioni Rd = m /. d dove d = 3 V. 1,57 essendo V il volume del calcestruzzo armato a contatto con il terreno di fondazione in metri cubi

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Energia elettrica62 Calcolo della resistenza Rd Dispersore a piastre m Rd = 4 S dove S superficie di un lato della piastra a contatto con il terreno in metri quadrati

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Energia elettrica63 Resistenza Rt totale La resistenza totale data dalla formula: Rt = 1 1 Rd i i Quando si pu considerare che i vari elementi di Rt non si influenzino a vicenda, siano cio distanti almeno il doppio della loro dimensione maggiore

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Energia elettrica64 Determinazione della resistivit Sulla base della natura del terreno Da misura di resistivit eseguita con il metodo Wenner ( a 4 sonde) Da misure di resistenza applicando la formula al contrario

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Energia elettrica65 Resistivit in funzione della natura del terreno ( valori in.m) Terreno paludoso da 2 a 15 Argille e marne da 3 a 15 Arenarie, gessi, scisti argillosida 10 a 50 Calcare quarz., granito, ghiaiada 50 a 500 Terreno sabbioso umidoda 70 a 100 Calcareda 100 a 150 Terreno sabbioso seccoda 150 a 200 Rocceda 500 a 10000

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Energia elettrica66 Resistivit con il metodo Wenner aaa si infiggono 4 elettrodi alla stessa distanza a e si effettua la misura con lo strumento che fornisce una lettura diretta in della resistenza R La resistivit vale : = 2 a R (.m)

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Energia elettrica67 Resistivit con misura di resistenza con dispersore verticale m = Rd. L con dispersore orizzontale m = Rd. L/2 si effettua una misura di resistenza e si applica al contrario la formula per ricavare la resistivit