Edifici intelligenti ed efficienti

Aziende, fabbriche, proprietari di edifici o condomini commerciali e residenziali, installano oggi apparecchiature di submetering allo scopo di misurare in tempo reale gli effettivi utilizzi individuali. Ciò consente l’accurata ripartizione dei costi, il calcolo della fatturazione interna e l’implementazione di nuove misure di efficienza energetica. Gli edifici in genere consumano energia per fornire calore, per l’aria condizionata, illuminazione, illuminazione dei display, segnaletica ed altri apparecchi elettrici. Dal momento che il costo dell’energia sta aumentando in molte parti del mondo e i Governi stanno applicando standard di efficienza energetica Iso 50001 e le aziende stanno lanciando iniziative per comprendere meglio i consumi e ridurre le spese per picchi di domanda. Ciò potrebbe portare a centinaia di migliaia di euro di costi risparmiati ogni anno. Inoltre, le aziende vogliono anche approfittare degli incentivi legati al risparmio dei consumi previsti per le società, che sono offerti allo scopo di ridurre i carichi elettrici in certi momenti della giornata. Questi incentivi forniscono anche una riduzione nella tariffazione dei costi energetici, a condizione che le fabbriche possano azzerare il consumo per un certo periodo, quando richiesto. Le aziende pertanto ora richiedono uno strumento per meglio comprendere l’utilizzo dell’elettricità all’interno delle loro proprietà, e per sviluppare strategie volte ad aumentare l’efficienza energetica.

Un nuovo metodo

Il metodo intrusivo tradizionale prevederebbe l’installazione di diversi submeter multi-punto o singolo-punto, capaci di monitorare da 1 a 3 circuiti di fase in ogni armadio di alimentazione del carico (Fig. 1). A causa dei layot delle fabbriche, la distribuzione elettrica può essere dislocata in diversi armadi posti in tutto l’edificio, quindi dovrebbero essere installati molti submeter in loro prossimità. Sfortunatamente, questo metodo è costoso e richiede notevoli sforzi di installazione e manutenzione. Un modo più innovativo per ottenere dati specifici per singolo apparecchio è dato dalla disaggregazione dei dati totali di consumo acquisiti al livello dell’interruttore principale. Il metodo Nialm (Non-intrusive appliance load monitoring) utilizza un singolo punto di misura di potenza, combinato con speciali tecniche di elaborazione del segnale. Questa tecnica di disaggregazione dei consumi di energia si riferisce a una serie di approcci statistici per l’estrazione di dati a livello di apparecchiature ed elettrodomestici da un aggregato o segnale di energia dell’intero edificio senza sensori a livello presa. I dati di consumo del’intero edificio sono raccolti utilizzando sensori Ato dei trasformatori di corrente split-core Lem in combinazione con altro hardware. La soluzione hardware è costituita da tre elementi: 3 Ato CT split-core per l’intero edificio: un dispositivo elettrico in ferrite con un morsetto che si apre per consentire il serraggio non invasivo su un filo elettrico installato sul circuito principale dell’edificio; il submeter Nialm che si occupa in tempo reale della ripartizione del consumo di potenza e dell’analisi e trasmette i dati di consumo di energia a un gateway; un gateway che riceve i dati delle letture di consumo e li invia al sistema di archiviazione basato su Cloud così che l’amministratore dell’edificio possa identificare modi per ridurre il consumo di energia.

I vantaggi delle ferriti

Sebbene i materiali in ferrite per sensori di trasformatori di corrente siano ben noti da anni, il loro scarso rendimento in termini di livello di saturazione e permeabilità magnetica non permettevano il loro utilizzo alle basse frequenze, quali 50/60 Hz. Tuttavia, recenti sviluppi hanno rivoluzionato le caratteristiche della ferrite a queste frequenze, portando vantaggi a una vasta gamma di applicazioni di monitoraggio dell’energia. I nuovi tipi di ferrite hanno notevolmente migliorato la loro permeabilità e possono essere implementati in trasformatori di corrente a 50/60 Hz in sostituzione dei nuclei di FeSi o FeNi, nonostante il basso livello di saturazione magnetica. I trasformatori di corrente split core con i nuovi tipi di ferrite possono effettuare misure precise di segnali in corrente alternata in una gamma estesa di frequenze che comprende anche il dominio di applicazione dei 50/60 Hz. Sfruttano le qualità intrinseche della ferrite, fornendo elevata precisione ed eccellente linearità anche a livelli di corrente molto bassi. È inoltre particolarmente basso lo sfasamento tra le correnti di ingresso e uscita, il che è essenziale per la misurazione precisa della potenza attiva reale o energia. Il nucleo, denso e rigido, permette di minimizzare i traferri ed è virtualmente immune all’invecchiamento e sbalzi termici. Ultimo, ma non meno importante, tutte le qualità della ferrite sono disponibili a un costo inferiore, il che mette sul mercato le elevate prestazioni dei trasformatori di corrente Lem Ato split core a un prezzo attraente e con caratteristiche innovative. Ato è l’unico CT split-core certificato Iec 61869-2 con una tensione di uscita adattata di 333 mV e 225 mV a IPr meno esigente in fatto di consumo di energia. È anche classificato Accuracy Class 1 e 3 e validato da prove di caratterizzazione che richiedono sia ratio error che phase displacement accuracy.

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