Progettare consumando meno energia

AMBIENTE –

Con l’obiettivo di promuovere un quadro per l’integrazione degli aspetti ambientali nella progettazione delle apparecchiature, la direttiva sui prodotti che consumano energia promette di avere un notevole impatto sul lavoro dei progettisti.

Di tutte le direttive europee, la direttiva EuP sulla progettazione di apparecchiature che utilizzano energia elettrica è quella che probabilmente avrà il maggior impatto sulla progettazione. Si tratta di una direttiva quadro che non impone particolari requisiti ai produttori, né tantomeno ai progettisti, bensì definisce un meccanismo che consente di introdurre importanti "misure di implementazione". La direttiva EuP ha un vasto ambito di interesse e riguarda qualsiasi prodotto che consuma, genera e controlla energia elettrica (esclusi I prodotti e le apparecchiature di trasporto).

Un preciso obiettivo
Lo scopo principale di tale direttiva consiste nel tentare di ridurre significativamente il consumo di energia elettrica di qualsiasi prodotto o apparecchiatura nella fase del loro utilizzo. Tuttavia, l'impatto ambientale, come ad esempio l'utilizzo di sostanze pericolose e la loro relativa facilità di smaltimento, potrebbe essere di interesse per una regolamentazione. La direttiva stessa definisce un elenco di criteri ai quali conformarsi per consentire essenzialmente l'attuazione delle misure di implementazione. La direttiva si applica qualora le vendite di un dato prodotto superino le 200.000 unità annue, anche se la direttiva non specifica se ci si debba basare sul dato di vendita di un prodotto singolo o di una categoria più ampia di prodotti. Deve esserci un forte potenziale di miglioramento ambientale, che, al contempo, non sia fonte di ingenti spese per il settore o i consumatori. È responsabilità della Commissione Europea effettuare studi appropriati in grado di determinare se tali misure di implementazione sono effettivamente necessarie ed eventualmente stabilire obiettivi da raggiungere, quale ad esempio, la riduzione del consumo energetico. Sino ad ora sono stati effettuati oltre 20 studi in merito a diversi tipi di prodotti e molti altri verranno effettuati nel prossimo futuro.
Gli studi effettuati sinora hanno interessato caricabatterie e sorgenti di alimentazione esterne; perdita di potenza in modalità stand-by e off; personal computer; elettronica di consumo e televisioni; illuminazione di uffici; illuminazione stradale; cassette di prova; motori elettrici 1 - 150kW.
I primi due studi sono generici e interessano un'ampia gamma di prodotti, mentre gli altri fanno riferimento a prodotti e componenti più specifici. Le raccomandazioni relative ai primi due studi conclusi, sono utili per illustrare il tipo di requisiti da applicare a tutti i prodotti, anche se è necessario ricordare che lo scopo di tali studi consiste nel fornire opzioni, non raccomandazioni specifiche.

Caricabatterie e sorgenti di alimentazione esterne - Questo studio identifica la migliore tecnologia attualmente in uso, insieme ai nuovi sviluppi e prodotti che saranno disponibili nel prossimo futuro. È probabile che le misure di implementazione obbligheranno i progettisti a utilizzare le ultime tecnologie in grado di garantire un basso consumo energetico. Tali tecnologie includono:

  • conversione alimentazione di tipo switching (alimentatori Smps);
  • IC integrati;
  • transistori efficienti, quali i Mosfet;
  • switching risonante;
  • rettifica alimentazione sincrona.

I progetti devono garantire bassi livelli di consumo energetico quando non sono sotto carica. Nokia ad esempio, sta sviluppando un caricabatterie che ricorda all'utente di scollegarlo dalla presa quando non più in carica oppure non più in uso.

Illuminazione stradale - Questo studio ha evidenziato l'importanza di utilizzare lampade e lampadine in grado di fornire livelli di energia ottimali, ma sono stati considerati anche il design di lampioni stradali e l'efficienza dei ballast.

Gli oneri per i progettisti
L'approccio che la Commissione Europea e il Parlamento adotteranno è quello di procedere a una legislazione in materia, solo nel caso in cui i miglioramenti derivanti dall'autoregolamentazione non sembrino avere effetti positivi sull'ambiente. Pertanto, è nell'interesse di produttori e progettisti, sviluppare in futuro nuovi prodotti che rispettino l'ambiente. Ciò consentirà di ottenere prodotti conformi ai requisiti futuri, obbligatori o facoltativi che siano. Sarà utile alle aziende adottare nella progettazione di nuovi prodotti criteri sempre più eco-compatibili, soprattutto in riferimento all'efficienza energetica. Numerosi sono i fattori che i progettisti devono considerare per ridurre il consumo di energia di prodotti e apparati in uso, sviluppando e adottando al contempo approcci innovativi, analogamente a quanto ad esempio implementato da Nokia sui nuovi caricabatterie per telefoni cellulari.

Alcune idee includono:

  • progettare apparati con componenti di dissipazione a basso consumo energetico e ottima ventilazione, per evitare l'utilizzo di ventole che richiedano ingenti quantità di energia elettrica;
  • il consumo di energia elettrica di circuiti integrati e di altri componenti quali motori, unità di controllo motori, trasformatori ecc., varia sensibilmente, anche se le informazioni sono spesso nascoste in fogli estremamente dettagliati: busogna quindi scegliere componenti a basso consumo energetico;
  • utilizzare bassi voltaggi: il consumo di energia elettrica è direttamente proporzionale al voltaggio, pertanto dimezzare la tensione consente di dimezzare anche il consumo di energia richiesta;
  • utilizzare sistemi di gestione alimentazione attivi, per disattivare le funzioni o spegnere i sistemi inutilizzati: la durata utile delle batterie di telefoni cellulari e computer portatili è aumentata sensibilmente, con l'adozione di questo approccio;
  • minimizzare il numero di binari di alimentazione usati nei prodotti e utilizzare bassi voltaggi;
  • utilizzare Lcd anziché display Crt: anche gli Lcd utilizzano meno energia elettrica degli indicatori a Led o delle lampade a filamento;
  • utilizzare alimentatori di switching anziché lineari.


I vantaggi dell'ecodesign
I design a basso consumo energetico presentano anche altri vantaggi, forniscono ad esempio, una maggiore affidabilità e la durata utile di componenti quali i condensatori elettrolitici risulta più lunga, se la temperatura di esercizio di una parte dell'apparato è più bassa. L'ecodesign non riguarda soltanto il consumo di energia elettrica. Anche se questa è la priorità assoluta, è necessario trattare e risolvere tutti gli aspetti delle procedure di progettazione e produzione. Ad esempio, è importante considerare anche la riduzione o l'eliminazione di sostanze pericolose e di materiali difficili da riciclare (così come indicato anche dalla direttiva Weee). Inoltre, è necessario evitare l'utilizzo di metalli rari, quali l'oro, che necessitano per l'estrazione di un'ingente quantità di energia elettrica, ed è fortemente sconsigliato l'uso di sostanze altamente tossiche (quali il cianuro), utilizzate generalmente nei processi di raffinazione.

Gli impatti della direttiva EuP sull'operato dei progettisti

  • Necessità di conformarsi alle misure di implementazione;
  • Necessità di prevenire la creazione di ulteriori direttive per la progettazione;
  • Considerazione più attenta rispetto al passato del consumo di energia elettrica nei nuovi progetti;
  • Eliminazione o riduzione delle sostanze pericolose, laddove possibile;
  • Necessità di fornire per alcuni prodotti la documentazione di conformità.

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