Seminario “Criteri di scelta, installazione e manutenzione degli UPS”

Gli UPS (Uninterruptible Power System) sono utilizzati per garantire un flusso continuo e di qualità dell’energia energia elettrica, anche in casi di interruzioni di fornitura o disturbi di rete. Sono dispositivi che ricoprono dunque un ruolo fondamentale all’interno di un impianto elettrico: scegliere i più idonei all’applicazione, come dimensionamento e tecnologie, installarli e manuterli in modo corretto non è semplice. Relativamente a questa tematica, i quesiti di un pubblico numeroso, circa 360 partecipanti tra progettisti, installatori e IT manager, sono stati soddisfatti durante una serie di seminari organizzati a Milano, Vicenza, Firenze e Roma grazie ad una proficua collaborazione tra Socomec UPS ed il CEI – Comitato Elettrotecnico Italiano.

Renato Fratta, Managing Director UPS Division di SOCOMEC Group, durante il seminario del 13 aprile a Vicenza, ha sottolineato quanto sia importante che i costruttori di UPS investano in Ricerca e Sviluppo per realizzare macchine adatte ai mercati di riferimento e soprattutto capaci di conciliare l’affidabilità al risparmio energetico. “La policy del Gruppo SOCOMEC è proprio quella di incentivare l’innovazione: ogni anno l’8% del fatturato è destinato al dipartimento R&D e il 2% alle persone, soprattutto alla loro formazione, con un’attenzione costante ai processi di produzione e di management. In questo modo siamo riusciti a mantenere competitività anche in momenti di crisi economica, a realizzare apparecchiature che rispondono alle esigenze di alta qualità dell’energia e a proporre servizi pre e post vendita ‘customizzati’”.

L’ing. Annalisa Marra, ECD Engineering Consulting and Design, Pavia, durante i seminari ha illustrato i principali requisiti normativi di prodotto (in particolare la serie EN 62040) e di impianto (CEI 64-8 e CEI 11-20) che occorre rispettare e considerare nella scelta e installazione degli UPS. Dopo una panoramica degli aggiornamenti normativi e delle varie relazioni con altre prescrizioni, l’ing. Marra ha cercato di dare alcune coordinate precise. Secondo le norme tecniche vigenti, quando occorre prevedere l’installazione di un UPS in un impianto? In tutti i casi in cui la qualità dell’alimentazione non è adeguata a quella richiesta dal carico e può, quindi, determinare malfunzionamenti delle apparecchiature fino all’interruzione del servizio. La Norma CEI 64-8 classifica questi casi in due categorie: l’alimentazione dei cosiddetti servizi di sicurezza (art. 21.5, Norma CEI 64-8/2 – i servizi di sicurezza sono quelle parti d’impianto che sono necessari per la sicurezza delle persone come, ad esempio, l’alimentazione delle sale operatorie, delle pompe antincendio) e l’alimentazione dei servizi di riserva (art. 21.6, Norma CEI 64-8/2 – per servizi di riserva s’intendono quelle parti d’impianto che devono avere un’elevata garanzia di alimentazione per motivi diversi dalla sicurezza delle persone e che rispondono quindi ad esigenze tecniche ed economiche). Volendo definire un categoria unica si può dire che gli UPS sono necessari ogni qualvolta sia necessario garantire un servizio in caso di emergenza (sicurezza + riserva). L’alimentazione dei servizi di emergenza richiede elevate prestazioni in termini di Affidabilità e di Disponibilità dell’energia elettrica, ovvero elevate prestazioni in termini di Fidatezza (CEI CT56). Altri argomenti trattati hanno riguardato la differenza tra un dispositivo UPS e un soccorritore, le norma per la scelta dell’autonomia che deve avere un UPS, i limiti di rumorosità dell’UPS, le prescrizioni del distributore per l’installazione di un UPS, locali batterie.

Tra i criteri di progettazione da considerare vi è sicuramente quello dell’efficienza energetica. Juri Valente di SOCOMEC UPS ha illustrato le diverse tecnologie sottostanti gli UPS in relazione al rendimento, il cui valore minimo è stato stabilito dal COC (Codice di Condotta emesso dal CEMEP) al fine di ottimizzare i rendimenti energetici dei gruppi statici di continuità).

Gli UPS con tecnologia off line (VFD – Voltage and Frequency Dependent) possono raggiungere il rendimento più alto in quanto normalmente, ovvero quando la rete è presente, l’inverter e il by-pass si mantengono spenti, ma entro certi limiti alcune perturbazioni possono essere trasferite al carico con conseguenze negative in termini di qualità dell’energia. Vi è poi la tecnologia Line Interactive che può essere considerata un ibrido tra la tecnologia off line e quella on line a doppia conversione e che interessa soprattutto le macchine a bassa potenza. A differenza della prima c’è la presenza di un trasformatore con prese intermedie che cerca di limitare le variazioni di tensione sul carico: se la tensione a monte esce dai parametri previsti per la correzione da parte del trasformatore avviene la commutazione su inverter, come avviene anche nella tecnologia off-line, e in gergo si dice che “l’UPS entra in funzione”. Infine la tecnologia on line a doppia conversione (VFI – Voltage and Frequency Indipendent), l’unica a garantire una protezione completa, prevede che il carico sia sempre alimentato dall’inverter che è sempre acceso e di conseguenza il rendimento energetico è più basso. SOCOMEC UPS, con la gamma GREEN POWER ha studiato dei gruppi statici di continuità che pur utilizzando questa tecnologia possono far valere un rendimento del 96% (il più alto ad oggi sul mercato) in quanto utilizzano un inverter a tre livelli. Questa tecnologia prevede che la commutazione degli IGBT avvenga a una tensione dimezzata, diminuendo così le perdite elettriche dell’inverter del 50%.

L’analisi delle tre tecnologie, con pregi e limiti, è stata effettuata anche dall’ing. Baggini, Prof. dell’Università degli Studi di Bergamo, che ha suddiviso il suo intervento in due parti: una di concetti generali come quello di sicurezza e funzionalità degli impianti (CEI 64-8-561), ridondanza, indipendenza, la rete elettrica ecc.; ed una più operativa sulla scelta e dimensionamento dell’UPS e sulle problematiche da affrontare. Per quanto riguarda la scelta dello schema dell’impianto, il Prof. Baggini ha ripreso la teoria della Fidatezza che combina tra loro dei dati statistici, circa le prestazioni in termini di disponibilità e affidabilità (probabilità di guasto ecc.) dei vari componenti dell’impianto. La conclusione è che matematicamente si deve introdurre una sorgente di corrente ausiliaria, che può essere appunto l’UPS, perché è bassa l’affidabilità della rete pubblica. Un problema generale è il dimensionamento dell’UPS nei confronti della corrente di inserzione. A tal proposito il Prof. Baggini ha citato uno studio effettuato per conto di SOCOMEC relativo agli apparecchi di illuminazione, il cui obiettivo era quello di avere delle regole per evitare di sovradimensionare inutilmente gli UPS, semplicemente per riuscire a far loro erogare la corrente di inserzione senza intervenire. In generale è meglio salire con la potenza dell’UPS e scendere con il parco batterie.

Sintetizzando, le informazioni necessarie per la definizione dell’UPS più adatto a seconda dell’entità e della tipologia di carico da alimentare:

– sistema di alimentazione disponibile: trifase con neutro/trifase senza neutro/monofase; – sistema di alimentazione del carico (monofase/trifase); – potenza del carico da alimentare; – fattore di potenza del carico (se disponibile); – tipologia di carico (lampade ai vapori di sodio..); – presenza di circuiti di rifasamento; – autonomia richiesta; – configurazione (singola/parallela).

A concludere gli incontri, l’Ing. Marco Delle Chiaie, SOCOMEC UPS, che ha presentato il software di configurazione SOCODATA, studiato per supportare i progettisti nella scelta e dimensionamento dell’UPS. Si tratta di uno strumento multilingua avanzato, fornito anche su CD multimediale, con la documentazione tecnica che riguarda i prodotti SOCOMEC UPS, i capitolati, e soprattutto dei campi “intelligenti” in cui inserire i dati disponibili per ottenere l’UPS più idoneo alle esigenze di applicazione.

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Energia, ambiente e risorse naturali
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