Consumi elettrici: modello di utilizzo dei dati di monitoraggio orario per la diagnosi energetica

Roberto Gerbo, EGE SECEM

Paolo Zanon, Esperto settore energia

Monitoraggio, IPMVP, diagnosi energetica. Questi sono i tre fili conduttori dell’articolo a firma di due esperti che operano sul campo e che descrivono nel dettaglio un report mensile per i consumi elettrici di un sito industriale

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I dati della diagnosi energetica (DE) ai sensi del Dlgs 102/14- Art 8 e Allegato 2- devono rispettare determinati criteri minimi:

• basati su dati operativi relativi a consumo energia (aggiornati, misurati, tracciabili), per energia elettrica relativi a profilo di carico,
• basati su un esame dettagliato del profilo di consumo del perimetro analizzato,
• basati, ove possibile, sul ciclo di vita (non su semplice ammortamento),
• proporzionati e sufficientemente rappresentativi della prestazione energetica globale e che individuino in modo affidabile le opportunità di miglioramento più significative.

Gli audit devono avere calcoli dettagliati e convalidati, da usare come analisi storica e per il monitoraggio della prestazione energetica.

Inoltre, l’art. 7 Dlgs 102/14 impone che i risparmi energetici rendicontati da bilanci energetici di imprese private (grandi imprese, imprese energivore, imprese con ISO 5001 non obbligate a diagnosi, imprese volontarie), esclusi i casi in cui siano stati ottenuti dalle medesime TEE (da segnalare comunque), devono:

• essere comunicati con cadenza annuale entri 31/3 di ogni anno successivo a conseguimento risparmi
• considerare tuti i siti oggetto di interventi di efficientamento energetico, anche gestionale, in cui il risparmio sia >1% rispetto a misura effettuata (ante intervento)
• ricavati da strumentazione dedicata/misuratori più rappresentativi dello stato analizzato

Precisazioni vengono ancheda ENEA, che afferma che  la campagna di misura dovrà:

• essere effettuata durante l’anno solare precedente a quello obbligo DE. Le misure dovranno essere in linea con standard riconosciuti (ISO, UNI, IPMVP)
• riferirsi a indicatori di prestazione dell’impianto suddivisi per aree di consumo energetico standardizzate (aree di consumo ENEA):
• ATTIVITA’ PRINCIPALI- Processi industriali
• SERVIZI AUSILIARI – Attività a supporto attività principali
• SERVIZI GENERALI – Illuminazione, riscaldamento climatizzazione, ecc.”

Ne consegue che il monitoraggio, meglio se continuativo e orario, è una valida risposta ai dettati normativi, per i consumi elettrici, favorito da apparecchiature in dotazione a bordo macchine/impianti o misuratori dedicati (es datalogger, ecc.) di costo relativamente ridotto, che comunicano i dati via internet, ecc.

Esempio di report mensile per consumi elettrici di sito industriale

In una recente realizzazione in sito industriale che ho sviluppato, a partire da analisi a livello B (contatore generale) e D secondo ENEA

Al riguardo è stata definita una tabella di analisi con struttura valida per ogni misuratore, che evidenzia consumi medi mensili orari e per giorno settimana, anche suddivisi per fascia oraria.

Utilizzatore con profilo giornaliero variabile (ma con carico residuo notturno)

L’analisi, anche per fascia oraria, fornisce una prima indicazione dell’andamento della potenza media (o energia oraria media) e consente di valutare:

• stabilità consumi in F1 (in genere periodo di max consumo – vedere anche valori medi di ogni giorno),
• differenza consumi in F2 e F3 vs F1 (aree di potenziale saving causa gestione oraria impianti non ottimizzata),
• livello residuo potenze in orario extra lavorativo (da valutare se corretto per tipo di impianto).

A corredo della tabella mensile suddetta, con semplice algoritmo vengono calcolati:

• Consumi mensili per fascia oraria da utilizzare per un confronto con i corrispondenti consumi contatore generale,
• l’incidenza % dei consumi di ogni singolo misuratore e/o della aggregazione per aree di consumo ENEA,
• fissando un rapporto medio accettabile di consumo in F2 e F3, viene stimato eventuale saving potenziale in F2 e F3 e la incidenza % di tale saving su consumi totali mensili.

1. utilizzatore con profilo giornaliero stabile (carico notturno trascurabile) con analoghi schemi e output di caso a.

b.utilizzatore con profilo giornaliero stabile (ma con carico residuo notturno) con analoghi schemi e output di caso a.

L’output fornito dalla tabella, anche confrontando le tabelle dei vari mesi, si ritiene possa fornire (già in corso monitoraggio e poi per la DE) un supporto articolato  a tavolino per l’auditor o l’EGE, in particolare per individuare orari e periodi di criticità potenziale da ottimizzare.

Protocollo IPMVP

Si ricorda che è basato su calcolo

• Scarto rispetto al valore medio, relativo elevamento al quadrato e inerente somma,
• Deviazione standard e errore standard, con relativo coeff. di variazione (cv),
• Precisione per il livello di confidenza assunto (con n valori Grado di libertà =n-1, da cui si individua t Student) e precisione relativa.

L’applicazione specifica nel caso in esame consente anche una valutazione della precisone statistica dei dati di monitoraggio, con tabelle come la seguente

Si ottiene Precisione statistica (NB. nel caso in esame è una prova con 95% di confidenza, nella realtà è consigliabile 90% di confidenza) di medie orarie giorno di ogni mese. La Precisione <5 % attesta che i dati sono molto stabili, accettabile cmq ai presenti fini valore <20%, valori superiori (tipici in F3) attestano oscillazioni significative dei dati di base.

Riflessioni finali

Il modello adottato ha consentito una diffusa e articolata analisi dei consumi elettrici utile già in fase di monitoraggio per l’energy manager aziendale, oltre che in ottica audit periodico per SGE ISO 50001, e sarà supporto significativo per l’EGE in fase DE.