5. Caso studio
5.2. I dati
I dati a disposizione per l’analisi sono costituiti dai consumi orari per ogni giorno, riferibili alle seguenti, cinque, annualità:
▪ 2014; ▪ 2015; ▪ 2016; ▪ 2017; ▪ 2018.
I dati sono stati forniti in kWh; tale unità di misura è da intendersi per tutti i grafici, inerenti all’analisi che è stata condotta, che di seguito verranno presentati. Essendo disponibili le energie orarie, i dati riferiti alle potenze corrispondono alle potenze medie orarie; per semplicità, nel seguito le potenze verranno espresse in kW e MW, anziché in kWh/h e MWh/h come sarebbe più corretto.
43 Di seguito sono descritti i risultati di tale studio, organizzati prima per anno, come il foglio elettronico, e poi confrontando i cinque diversi anni tra di loro.
5.3. Consumi 2014
Dai grafici [Figura 14] realizzati applicando ai dati del 2014 al Foglio3 (“ANALISI ANNUALE”), si possono ricavare le seguenti osservazioni:
▪ il picco di carico si presenta nel mese di luglio e vale circa 3,9 MW considerando l’intero anno, 4 MW per i giorni feriali, 3,6 MW per quelli festivi;
▪ l’intervallo di valori in cui il consumo medio mensile varia rimane pressoché costante durante tutto l’anno (circa 900 kW);
▪ la differenza tra il consumo medio mensile dei giorni feriali e festivi è notevole: sia come valori di picco che come variabilità del carico medio mensile (per i giorni festivi infatti la banda è molto più stretta);
▪ Il carico minimo medio mensile è di circa 2,1 MW sia per i giorni feriali che festivi.
I grafici [17] (diagrammi di carico orario mensile) mostrano chiaramente come la diversità della curva di carico orario tra i giorni festivi e feriali mensile: la prima rispecchia il tipico diagramma di carico con picco orario alle 12 e un altro, più piccolo, alle 18; i secondi hanno un profilo più piatto, sebbene si possano riconoscere ugualmente anche qui i due picchi.
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46 Il secondo picco è ben visibile anche nei grafici di [Figura 16] e di [Figura 17], che mostrano una sostanziale analogia tra i consumi orari nei giorni feriali mese per mese, mentre i grafici di [Figura 18], rappresentando l’andamento orario normalizzato dei cinque giorni feriali, evidenziano come il secondo picco sia più accentuato nei mesi estivi in particolare nei giorni di giovedì, venerdì e lunedì.
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Figura 18 Diagramma orario "normalizzato" per giorni feriali 2014
5.4. Consumi 2015
Per quanto riguarda il 2015, dai grafici [Figura 19] si evince che:
▪ il picco di carico medio mensile è presente nel mese di Luglio ed ha un valore di circa 4,5 MW considerando il mese per intero; 4,7 MW per i giorni feriali e 4 MW nei giorni festivi.
▪ per giorni feriali, il carico medio mensile ha una variabilità maggiore (la banda è più larga ed è circa 1 MW), anche se più o meno costante, nei giorni festivi è la metà. 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
LUNEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
MARTEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00 18:0019:0020:0021:0022:0023:00
MERCOLEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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GIOVEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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VENERDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
49 ▪ Il carico minimo mensile è 2,1 MW.
Dal grafico di [Figura 20] si può notare come sia nei giorni feriali che festivi ci siano due picchi (ore 12 e ore 18) nonostante l’andamento orario dei giorni festivi sia nettamente più piatto.
Nei grafici di [Figura 21] e [Figura 22] si ritrova la presenza del secondo picco; da [Figura 21] si osserva che il venerdì ha dei consumi orari mediamente minori rispetto agli altri giorni della settimana nei mesi di Febbraio, Marzo, Aprile, Maggio; al contrario in [Figura 22] tutte le curve di carico orario “normalizzato” sono sostanzialmente simili.
Il confronto, per giorno feriale, di tutti i mesi (grafico [Figura 23]), mostra come l’andamento orario “normalizzato”, per tutti i cinque giorni, tra il primo e il secondo picco sia più monotono nei mesi estivi mentre per gli altri sia più altalenante. L’andamento anomalo di maggio è causato dalla mancanza di un carico orario.
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Figura 23 Diagramma orario "normalizzato" per giorni feriali 2015
5.5. Consumi 2016
L’esame dei consumi medi mensili del 2016, grafico [Figura 24], indica:
▪ il picco mensile si presenta nel mese di luglio con un valore di 4,1 MW per l’intero anno; 4,3 MW per i giorni feriali; 3,6 MW per i festivi;
▪ la banda di variabilità del carico, nei giorni feriali è di circa 1 MW (più o meno costante); 500 kWh per i giorni festivi;
▪ il carico minimo mensile è di 2,1 MW.
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LUNEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MARTEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MERCOLEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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GIOVEDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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VENERDI' 2015 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
55 I diagrammi di carico di [Figura 26] e [Figura 27] mostrano come le curve dei cinque giorni della settimana sia molto simili tra lor, per ogni mese dell’anno. Si osserva solamente, vedi grafico [Figura 26], che il diagramma di carico orario mensile del lunedì e del venerdì è solitamente più basso nei mesi invernali, e quello del lunedì di Aprile (mese di Pasqua) è più piatto.
Dal grafico [Figura 27] si nota inoltre come, per quanto riguarda i consumi orari “normalizzati”, il lunedì, nelle prime ore della notte, abbia un valore “normalizzato” più basso rispetto agli altri giorni della settimana. Ciò significa che mediamente il lunedì ha una rampa di carico mattutina maggiore.
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Figura 28 Diagramma orario "normalizzato" per giorni feriali 2016
5.6. Consumi 2017
Analizzando i dati relativi all’anno 2017 si osserva, grafico [Figura 29]:
▪ il mese di picco medio mensile è agosto con un consumo medio di 4 MWh per l’intero anno, 4,2 MWh nei giorni feriali, 3,6 MWh in quelli festivi; ▪ la banda di variabilità del carico è circa 900 kW per i feriali e e 500 kW per i
festivi;
▪ il carico minimo è sempre di 2 MWh;
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LUNEDI' DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MARTEDI' DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MERCOLEDI' DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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GIOVEDI' DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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VENERDI' DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
61 ▪ l’andamento del carico mensile è più “piatto” nei mesi estivi.
Da grafico [Figura 30] si nota come il diagramma di carico orario festivo sia fortemente più piatto rispetto a quello feriale, sebbene nei mesi estivi si presenti una lieve di rampa di carico mattutina.
I grafici [Figura 31] e [Figura 32] presentano dei diagrammi orari giornalieri per mese tutti molto simili tra loro; ad eccezione di Aprile (mese di Pasqua) e del venerdì di Dicembre che risulta avere un diagramma più spostato verso il basso. Dalla [Figura 33] si vede come la curva di carico “normalizzata” sia quasi piatta intorno al picco delle ore 12 per tutti i giorni della settimana di ogni mese; ciò significa che, per l’anno 2017, il range orario in cui si è avuto carico orario di picco era più esteso.
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Figura 29 Carico medio mensile 2017
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Figura 33 Diagramma orario "normalizzato" per giorni feriali 2017
5.7. Consumi 2018
Per quanto riguarda, i dati del 2018, i grafici del carico medio mensile, [Figura 34] evidenziano che:
▪ il mese di picco di carico è Agosto, con un carico medio di 4 MWh per l’intero anno; 4,2 MW per i giorni feriali e 3,7 MW per i festivi;
▪ il range di variabilità del carico mensile è 1 MW per giorni feriali e di 500 kW per quelli festivi;
▪ il carico medio minimo è di 2 MW sia per i feriali che festivi.
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LUNEDI' 2017 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MARTEDI' 2017 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MERCOLEDI' 2017 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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GIOVEDI' 2017 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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VENERDI' 2017 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
67 I diagrammi di [Figura 35] presentano la consueta differenza tra l’andamento dei giorni feriali e quelli festivi: i primi, con la tipica rampa mattutina e serale (presente sempre il secondo picco delle 18), i secondi con un andamento molto più piatto. Infine dai grafici di [Figura 37] e di [Figura 36] si osserva come i giorni feriali della settimana abbiamo la solita curva di carico, mese per mese, sia “normalizzata” che non “normalizzata”; fanno eccezione il mese di aprile (tipicamente a sé stante) e il lunedì e venerdì dei mesi invernali che, come avevamo riscontrato anche in altri anni, ha un digramma più traslato verso il basso.
I grafici di [Figura 38] mostrano come i cinque giorni della settimana abbiano sostanzialmente la stessa forma (andamento “normalizzato”) della curva di carico in ogni mese dell’anno.
L’andamento anomalo del mese di maggio e aprile è dovuto alla mancanza di un dato di un carico orario.
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Figura 38 Diagramma orario "normalizzato" per giorni feriali 2018
5.8. Confronto
Come ultimo punto, si presentano i risultati relativi al Foglio4 (“CONFRONTO”), nel quali i cinque anni analizzati fin qui singolarmente sono stati messi a confronto. Il primo confronto svolto è quello tra il carico orario medio annuale (cioè andamento orario del giorno “tipo” di ogni anno) dei cinque anni in esame. Come si nota in [Figura 39], la forma della curva di carico è sostanzialmente la solita per i cinque anni, sia per i giorni feriali che festivi (rampe e presenza dei due picchi); il grafico inoltre evidenzia l’anno con il consumo medio mediamente maggiore, 2015,
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LUNEDI' 2018 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MARTEDI' 2018 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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MERCOLEDI' 2018 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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GIOVEDI' 2018 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
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VENERDI' 2018 DIAGRAMMA DI CARICO NORMALIZZATO
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
73 e quello con il consumo mediamente minore, 2018. Infine, si può vedere come il carico medio minimo sia costante in tutti glia anni e sia circa 2MW.
Figura 39 Confronto carico medio orario annuale
I grafici di [Figura 40], rappresentanti la tendenza del carico medio mensile “normalizzato”, mostrano sia lo spostamento del picco di carico medio mensile da Luglio ad Agosto sia la differenza dell’andamento con cui si è arrivati al picco di carico.
Infatti, l’andamento più ripido è quello del 2015, e ciò è in linea con il risultato mostrato dal grafico precedente, cioè il 2015 sia l’anno con il maggior carico medio mensile.
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Figura 40 Confronto carico medio mensile
Infine, si sono analizzati i grafici di [Figura 42], [Figura 43] e [Figura 44], in cui sono riportate le curve di carico “normalizzate” per giorno feriale, mese per mese. Le figure mostrano una effettiva similarità tra le forme delle curve di carico dei diversi anni, fatta eccezione per il mese di aprile, di cui si riportano in dettaglio i relativi grafici qui sotto. La [Figura 41] mostra come, fatta esclusione per il venerdì, le curve di carico siano diverse e che non ci sia nemmeno nessuna analogia nelle differenze (per esempio, il lunedì di aprile 2016 ha la curva di carica più piatta ma, guardano il martedì è il 2017 ad avere questa caratteristica). Questo aspetto può essere riconducibile al fatto che aprile sia solitamente il mese di Pasqua.
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Figura 41 Confronto curve di carico orario di aprile per giorno feriale
L’analogia tra le curve di carico nei cinque diversi anni ( Figura [Figura 42],[Figura 43]e [Figura 44]) può essere considerato un buon risultato poiché dimostra sia che i consumi elettrici dell’utenza in esame sono effettivamente caratterizzabili, sia la bontà e affidabilità dell’analisi eseguita.
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6. Conclusioni
Il metodo di analisi dei consumi elettrici realizzato in questo elaborato può essere un valido strumento valido per l’individuazione di trend e anomalie, nonché per previsioni di breve e medio periodo. La caratterizzazione del carico così ottenuta fornisce informazioni dettagliate sull’andamento del carico elettrico durante l’intero arco dell’anno, evidenziando le differenze e le analogie tra gli andamenti dei giorni feriali, festivi e tra i cinque giorni feriali della settimana.
Tale risultato può essere una leva efficace in fase di stipula del contratto di fornitura dell’energia con il fornitore poiché riduce, per quest’ultimo, il rischio relativo agli oneri di sbilanciamento. Per questo motivo e al fine di ottimizzare il costo dell’energia elettrica, si possono stabilire nuovi meccanismi in cui l’utenza stessa può essere coinvolta nella previsione del proprio profilo di consumo.
Il caso studio svolto sui dati provenienti dall’Azienda Ospedaliera Santa Maria alle Scotte ha mostrato come il profilo di carico annuale individuato dai fogli di calcolo fosse, di anno in anno, simile rispetto ai consumi dell’anno successivo, dimostrando che una contrattazione sulla tariffa elettrica con il fornitore, attivando per esempio sistemi di bonus o penalità, sarebbe vantaggiosa per l’utenza in esame.
Per quanto riguarda l’efficientamento energetico, l’esito di questo studio, determinando il profilo di carico dell’utenza, fornisce le informazioni di base utili ad avviare una diagnosi energetica più approfondita.
Facendo riferimento al caso studio, ad esempio, i risultati dell’analisi evidenziano un consumo in base, presente in tutti gli anni in esame, elevato. Questa considerazione, che si evince facilmente dai grafici presenti nei fogli di calcolo, può essere di avviso per intraprendere un audit energetico successivo.
Infine, il confronto dei consumi elettrici di anni differenti può essere uno strumento per l’identificazione di consumi elettrici atipici.
Nel caso in esame non sono stati riscontrati consumi irregolari tra i dati degli anni a disposizione ma, sempre in un’ottica di individuazione delle anomalie, lo studio svolto è utile come storico per un confronto con consumi degli anni futuri.
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7. Bibliografia
▪ Reatti A.- Corti F. “Efficienza Energetica Ottimizzazione tecnico economica
delle utenze elettriche”;
▪ Zorzoli G.B. “Il Mercato Elettrico”;
▪ Ministero dello Sviluppo Economico - “Piano Nazionale integrato per
l’Energia e il Clima 2030”;
▪ Consip - “Consip e l’efficienza energetica della PA”;
▪ Direttiva Europea 25 ottobre 2012, n. 27 “Efficienza energetica”;
▪ Direttiva Europea 30 maggio 2018, n. 844 “Prestazione energetica nell’edilizia
e efficienza energetica”;
▪ Decreto legislativo 4 luglio 2014, n. 102;
▪ Delibera 11/06 del 9 giugno 2006- “Condizioni per l'erogazione del pubblico
servizio di dispacciamento dell'energia elettrica sul territorio nazionale e per l'approvvigionamento delle relative risorse su base di merito economico”;
▪ www.arera.it- Autorità di Regolazione di Energia Reti e Ambiente; ▪ www.terna.it - Gestore della rete di trasmissione italiana.