Relazione risparmio energetico

PIANO REGOLATORE
ILLUMINAZIONE COMUNALE
Comune di PISOGNE - BS
Adeguamento alle norme contro l’inquinamento luminoso 17/2000-38/2004
RISPARMIO ENERGETICO
ANALISI DELLA SITUAZIONE
F-
IN ALLEGATO AI FASCIOLI
“D”
F - ALLEGATI: CENSIMENTO IMPIANTI ENEL SOLE S.R.L.- CENSIMENTO
IMPIANTI COMUNALI - LIVELLI DI ILLUMINAMENTO STRADALE - PIANO DELLE
MANUTENZIONI - RISPARMIO ENERGETICO - PLANIMETRIE
Gennaio 2011
FOINI Dott EMILIO iscr. Albo p.i. n° 1119 - Brescia
PREMESSA
Tale relazione è stata effettuata con calcoli basati sui dati in nostro
possesso attualmente.
Si sottolinea inoltre che tali dati si riferiscono solamente agli
impianti con lampade ai vapori di mercurio; per gli impianti con
lampade ai vapori di sodio vale lo stesso ragionamento di risparmio
energetico e manutentivo riguardante i riduttori di flusso.
L’analisi effettuata nella presente relazione dovrà essere
interpretata più che altro come una guida ed una dimostrazione dei
traguardi raggiungibili attraverso l’installazione di apparecchiature
di nuova concezione, in quanto la soluzione per risolvere alcune
delle situazioni attuali risulta essere il completo rifacimento degli
impianti; è quindi prevedibile in questi casi un aumento dei punti
luce invece che una diminuzione vista la dislocazione attuale degli
stessi che risulta più che altro casuale ed irregolare.
RISPARMIO ENERGETICO - DESCRIZIONE
Con l’entrata in vigore del protocollo di Kyoto gli Stati che hanno
aderito si impegnano a rispettare i limiti imposti per la riduzione dei
gas serra e nocivi nell’ambiente; questo obiettivo viene conseguito
tramite varie misure cautelative tra cui grande importanza assume
un razionale e consapevole utilizzo delle risorse energetiche.
Le disposizioni contenute nella norma UNI 10819, in correlazione al
piano energetico nazionale e la Legge Regionale n°17/2000 e
38/2004 pongono come disposizione la riduzione dell’energia
consumata per gli impianti di illuminazione pubblica.
Un minore consumo di energia si ottiene tramite:
ƒ la riduzione del numero di punti luce installati;
ƒ la riduzione dell’assorbimento di corrente dei punti luce negli
orari notturni quando il tasso di traffico scende notevolmente.
Ridurre il numero dei punti luce installati è possibile attraverso un
discorso di efficienza dei corpi illuminanti e delle lampade utilizzate:
le forme ottiche delle apparecchiature di nuova generazione
permettono di diffondere meglio la luce sulla carreggiata
aumentando la visibilità a parità di flusso luminoso emesso;
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il progresso tecnologico ha inoltre sviluppato nuove lampade (ai
vapori di sodio) che rispetto alle precedenti ai vapori di mercurio
(oltretutto fuori legge nella comunità europea per l’uso di sostanze
inquinanti ed altamente tossiche) hanno un’efficienza energetica
molto superiore: questo vuol dire che per emettere la stessa
quantità di flusso luminoso consumano energia elettrica in
percentuale molto minore e permettono l’installazione di un numero
minore di apparecchiature per raggiungere i livelli illuminotecnici
normativi.
Per quanto riguarda la riduzione dell’assorbimento elettrico da parte
dei singoli punti luce, alcuni tentativi riguardano la scelta di
spegnere alternativamente gli apparecchi di illuminazione stradale
(uno spento, uno acceso, uno spento, ecc.). Le zone d’ombra create
produrrebbero problemi significativi di percezione dell’ostacolo
(chiaro, buio, chiaro, buio, ecc.).
L’altra soluzione è quella di utilizzare i riduttori di flusso O
SISTEMI PUNTO PUNTO (dispositivi di telecontrollo a palo) i
quali, ad orari determinati abbassano la tensione che alimenta
l’impianto con un conseguente minore consumo di energia, ovvero
un minore importo della bolletta elettrica.
La posa dei primi riduttori di flusso, per certi aspetti dei prototipi,
comportava una spesa iniziale tale che il recupero economico
dell’investimento avveniva in diversi anni.
Con l’avvento dei riduttori di flusso di nuova concezione e struttura,
a corpo statico, si sono ottenuti elevati risultati di risparmio diretto
fino al 25% e del 40% del risparmio complessivo, con un rientro del
capitale investito che si raggiunge nell’ambito dei 15/20 mesi.
Viste le situazioni economiche dei comuni diventa importante la
scelta di installare tali apparecchiature.
I risparmi che si possono ottenere nella posa di un regolatore di
flusso si esemplificano secondo le sintetiche indicazioni sotto
riportate:
¾ riduzione del flusso luminoso e conseguente risparmio
dell’energia assorbita dal sistema impianto di illuminazione per
circa il 25/30% sulla bolletta elettrica;
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¾ allungamento della vita delle lampade per effetto della
accensione che deve essere “soft”, per la stabilizzazione della
tensione applicata e per la ridotta emissione di flusso;
¾ riduzione dei costi di manutenzione dell’impianto di
illuminazione
¾ minori rotture accidentali delle lampade
¾ cambio delle lampade a programma che anziché avvenire ogni
24 mesi può arrivare fino a 36 con un risparmio del 30% sulle
manutenzioni a programma.
Tensione erogata
programmabile
Risparmio
energetico
Tensione
stabilizzata
Ottimizzazione
del livello di
illuminamento
Regolazione elettronica
lineare e statica
Riduzione dei
costi di
manutenzione
Aumento della
vita delle
lampade
CICLO DI FUNZIONAMENTO
All'accensione dell'impianto, il regolatore di flusso attiva
automaticamente il ciclo di preriscaldo, ad una tensione di
200÷210V per un tempo programmabile di 0÷30 min, al fine di
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evitare lo shock termico iniziale e consentire il riscaldamento
ottimale delle lampade.
Terminata la fase iniziale di preriscaldo, l'impianto viene portato
alla tensione nominale programmata (normalmente a 240 V) per il
funzionamento a regime normale.
Nelle ore notturne, quando la richiesta di illuminazione diminuisce,
il regolatore gestisce il regime a potenza ridotta nel quale è
possibile impostare fino a 5 diversi gradini di tensione, con valori
programmabili da 230 V a 170 V.
In tutte le fasi di funzionamento del regolatore, le tensioni in uscita
sono stabilizzate al valore impostato con rampe di salita/discesa
che variano da 0 a 15 min.
ANALISI DELLA SITUAZIONE COMUNALE
Sul territorio comunale la maggioranza delle apparecchiature sono
di vecchia concezione ed utilizzano lampade ai vapori di mercurio a
bassa efficienza luminosa ed energetica.
L’analisi dei livelli illuminotecnici sulle strade mostra che dove vi è
l’installazione di lampade Hg la visibilità risulta molto scarsa; inoltre
tali impianti sono al termine della loro vita sia da un punto di vista
illuminotecnico che elettrico e meccanico.
Per chiarezza riportiamo una tabella con i valori di potenza
assorbita e relativo flusso luminoso emesso sia per le lampade ai
vapori di mercurio che per quelle ai vapori di sodio ad alta
pressione.
LAMPADE AI VAPORI DI MERCURIO
Potenza
assorbita
50
80
125
250
400
700
Flusso
luminoso
1,77
3,6
6,5
14
24
38,5
LAMPADE AI VAPORI DI SODIO AD ALTA PRESSIONE
Potenza
assorbita
50
70
100
150
250
400
Flusso
luminoso
4,4
6,6
10,5
16,5
32
55
La potenza è riferita in Watt mentre il flusso luminoso in kLumen
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La maggiore efficienza delle lampade ai vapori di sodio ad alta
pressione rispetto a quelle ai vapori di mercurio risulta evidente, ed
è possibile trarne le seguenti conclusioni:
ƒ al posto delle lampade Hg da 50W possono essere installate
lampade Na sempre da 50W con conseguente aumento della
visibilità a parità di potenza;
ƒ al posto delle Hg 80W possono essere installate le Na 70W,
con un incremento di flusso luminoso di 3Klumen per
lampada ed un risparmio energetico pari al 12,5%;
ƒ al posto delle Hg 125W possono essere installate le Na 100W
con un incremento di flusso luminoso di 4Klumen per
lampada ed un risparmio energetico pari al 20%;
ƒ al posto delle Hg 250W possono essere installate le Na 150W
con un incremento di flusso luminoso di 2,5Klumen per
lampada ed un risparmio energetico pari al 40%.
Di seguito riportiamo una tabella indicante il risparmio energetico
raggiungibile tramite la sostituzione delle attuali apparecchiature e
lampade ai vapori mercurio con apparecchiature nuove e lampade
ai vapori di sodio alta pressione seguendo le indicazioni riportate
sopra. In base al NUMERO esatto di lampade ai vapori di mercurio
presenti sul territorio comunale viene come di seguito EFFETTUATA
LA VALUTAZIONE:
- 1 lampada da 50W
- 590 lampade da 80W
-274 di lampade da 125W
Facendo qualche calcolo sulla situazione attuale:
1 PL x 50W =0,050kW
590 PL x 80W = 47,200kW
274 PL x 125W =34,250 kW
Il totale della potenza istantanea impegnata con lampade ai vapori
di mercurio è quindi:
(0,050+47,200+34,250)kW = 81,50 KW+ 18% = 96,17 KW
Mentre sostituendo le apparecchiature come precedentemente
descritto la situazione diventa:
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1 PL x 70W = 0,070 kW
590 PL x 70W = 41,300 kW
274 x 100W = 27,400 kW
Il totale della potenza istantanea diventa:
(0,070+41,300+27,4)KW = 68,77 kW + 12% = 77,02 kW
Il flusso luminoso emesso attualmente è:
1 x 1.77 +590X 3.6+274 x 6,5 = 3906,77 kLumen
a lampade sostituite diventa:
1 x 4.4 +590 x 6.6 + 274 x 10.5 = 6775,40 kLumen
Tali dati dimostrano che intervenendo anche solamente sostituendo
le attuali apparecchiature che utilizzano lampade ai vapori di
mercurio:
ƒ Il flusso luminoso totale emesso aumenta di oltre il 70 %
rispetto a quello attuale;
ƒ vi è la reale possibilità di un consumo minore di energia, che si
attesta al 20%;
ƒ aggiungendo i riduttori di flusso a tali impianti il consumo
diminuisce di circa il 25%, e quindi il consumo istantaneo
diventa 57 kW;
ƒ in un anno, a fronte di 4200 ore di funzionamento, il consumo
di energia diventa di circa 239400kWh, ovvero minore di
399000kWh .
Riassumendo:
-consumo energetico attuale: 399000 kWh/anno
-consumo energetico previsto: 239400 kWh/anno
-risparmio energetico: - 159600 kWh/anno
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-incremento di flusso luminoso: +70%
LA SITUAZIONE PARTICOLARE DEL COMUNE DI PISOGNE DOVE VI
E’ UN LIVELLO DI ILLUMINAMENTO COSI’ BASSO SARA’ DIFFICILE
RAGGIUNGERE TALE RISULTATO MA SENZALTRO SI INQUINERA’ DI
MENO E SI POTRA’ SENZALTRO RIDURRE I CONSUMI ENERGETICI.
N.B. Si precisa che i risultati della presente relazione sono da
considerarsi orientativi qualora il Comune dovesse procedere ad
una precisa ridistribuzione delle potenze attuali con lampade a
maggiore performance; i calcoli sono stati effettuati utilizzando il
numero esatto di lampade ai vapori di mercurio. Si sottolinea
inoltre che i calcoli sono stati effettuati ipotizzando la sola
sostituzione delle lampade ai vapori di mercurio; per le lampade ai
vapori di sodio vale lo stesso ragionamento di risparmio energetico
per quanto riguarda i riduttori di flusso.
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