È opportuno elaborare delle considerazioni inerenti a quanto osservato fino ad ora, così da avere una chiara idea sulle scelte decisionali ottimali che un imprese di costruzione dovrebbe seguire per il dimensionamento delle fonti energetiche da adottare.
Quando, con le caratteristiche del cantiere in analisi, si è in presenza di una potenza disponibile nel punto di allacciamento sufficiente a coprire il carico, la decisione ottimale risulta essere l’utilizzo della sola rete elettrica di distribuzione.
Non appena la potenza disponibile non è più sufficiente e quindi si ha bisogno di una fonte energetica in aggiunta alla rete, risulta essere conveniente l’utilizzo di un sistema di accumulo elettrochimico; ad esempio uno storage simile alla prima tipologia proposta nel paragrafo 6.6.
In questo modo la rete elettrica è più “sfruttata”, in quanto con l’inserimento dell’accumulo è possibile ridurre la potenza contrattuale.
Inoltre, quando il carico è basso, la sua energia è usata sia per gli utilizzatori sia per ricaricare la batteria di accumulatori.
D’altro canto, non è possibile utilizzare tale tipologia di power energetico là dove la rete è debole o vicina alla saturazione, in quanto il basso livello di potenza disponibile non permette la copertura del carico e la ricarica dell’accumulo, con l’inevitabile insorgere di energia non fornita. In questo caso l’unica soluzione adottabile è la prima analizzata, cioè rete e gruppo elettrogeno.
La soluzione con lo storage, oltre ad avere un vantaggio economico, può essere particolarmente adatta in situazioni in cui si hanno problemi di inquinamento acustico e atmosferico.
In zone densamente abitate, infatti, risulterà essere decisamente vantaggiosa rispetto a quella con il generatore, in quanto esso ha problemi di rumore, vibrazioni e emissioni gassose.
In alternativa, se l’impresa di costruzione vuole mantenere una tipologia di power più usuale come quella analizzata con la rete elettrica e il generatore, la soluzione ottimale dipende da vari fattori.
Quando si è in presenza di potenze disponibili di rete piuttosto elevate, tra la scelta dell’acquisto e il noleggio, conviene sempre quest’ultimo.
Infatti, quando l’utilizzo del generatore sarà limitato a pochi giorni, l’acquisto non è conveniente poiché sarebbe poco sfruttato.
Viceversa, quando la rete è debole, la potenza contrattuale sarà bassa e i giorni di utilizzo del gruppo aumenteranno; per questo motivo l’acquisto sarà vantaggioso rispetto al noleggio.
Ovviamente la soluzione con gruppo elettrogeno già ammortizzato sarà ancora più conveniente rispetto alle altre due, ad eccezione delle situazioni in cui si ha una rete decisamente debole.
In questi casi la diminuzione del rendimento dovuta all’età del gruppo incide molto, aumentando notevolmente l’NPC, fino a superare addirittura quello relativo all’acquisto di un nuovo generatore.
APPENDICI
Appendice A: Estratto CEI 0-21 (Regola tecnica di riferimento
per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti BT delle
imprese distributrici di energia elettrica)
La fornitura elettrica e il relativo impianto di cantiere sono regolati da norme e prescrizioni particolari, in quanto rientrano nella cerchia delle forniture temporanee; per questo motivo sono state descritte e prese in considerazione le principali norme che regolano tale campo.
Di seguito verranno citate norme ed estratti di quest’ultime che saranno richiamate durante la trattazione di tale elaborato, per determinare i corretti schemi e le giuste direttive decisionali nelle diverse tipologie di power energetico dell’impianto di cantiere.
A.1) Oggetto e campo di applicazione della norma (paragrafo 1 e 2)
La presente Norma ha lo scopo di definire i criteri tecnici per la connessione degli Utenti alle reti elettriche di distribuzione con tensione nominale in corrente alternata fino a 1 kV compreso, quindi in bassa tensione (BT).
Inoltre, per gli Utenti attivi, la presente norma ha lo scopo di:
- definire l’avviamento, l’esercizio ed il distacco dell’impianto di produzione;
- evitare che gli impianti di produzione possano funzionare in isola su porzioni di reti BT del Distributore;
- definire alcune prescrizioni relative agli impianti di produzione funzionanti in servizio isolato sulla rete interna del Produttore.
La presente norma prevale sulla Norma CEI 11-20. Inoltre, essa si applica a tutti quegli utenti quali:
- utenti passivi collegati alle reti BT di distribuzione dell’energia elettrica (tra cui impianti temporanei/ provvisori);
- impianti di produzione (Utenti attivi) di qualsiasi taglia connessi alle reti di distribuzione dell’energia elettrica riguardanti installazioni fisse, mobili o trasportabili, che convertono ogni forma di energia utile in energia elettrica, collegati in parallelo alle reti BT del Distributore in modo continuativo, di breve durata, oppure funzionanti in isola su una rete del produttore.
A.2) Dispositivo Di Generatore (DDG) (paragrafo 3.12)
Apparecchiatura di manovra e protezione la cui apertura (comandata da un apposito sistema di protezione) determina la separazione del generatore.
A.3) Dispositivo Di Interfaccia (DDI) (paragrafo 3.13)
Una (o più) apparecchiature di manovra la cui apertura (comandata da un apposito sistema di protezione) assicura la separazione dell’impianto di produzione dalla rete, consentendo all’impianto di produzione stesso l’eventuale funzionamento in isola sui carichi privilegiati. Al DDI viene associato l’SPI, cioè il Sistema di Protezione di Interfaccia.
A.4) Dispositivo Generale di Linea (DGL) (paragrafo 3.15)
Apparecchiatura di protezione, manovra e sezionamento al termine del cavo di collegamento, la cui apertura assicura la separazione di una linea dell’utente dalla rete.
A.5) Generatori tradizionali (direttamente connessi) (paragrafo 3.25) Generatori rotanti sincroni o asincroni connessi (direttamente) alla rete senza interposizione di sistemi di raddrizzamento/inversione.
A.6) Generatori statici (indirettamente connessi) (paragrafo 3.26)
Generatori di qualsivoglia tipologia connessi alla rete mediante interposizione di sistemi di raddrizzamento/inversione (inverter lato rete di distribuzione). A.7) Gruppo di generazione (paragrafo 3.27)
Complesso costituito dall’insieme del motore primo e del generatore elettrico. La presenza di un sistema di accumulo (non riferibile ad un UPS) in un qualsiasi impianto comporta che il suddetto sistema di accumulo debba essere considerato, al fine della presente norma, come generatore. Se il sistema di accumulo utilizza un generatore rotante per la connessione alla rete allora dovrà seguire le prescrizioni previste per i generatori rotanti. Se invece il sistema di connessione è un raddrizzatore/invertitore (inverter lato rete) dovrà seguire le prescrizioni previste per i generatori statici.
A.8) Potenza contrattualmente impegnata (paragrafo 3.44)
Livello di potenza, indicato nei contratti, reso disponibile dal distributore ove siano presenti dispositivi atti a limitare la potenza prelevata.
A.9) Potenza disponibile in prelievo (paragrafo 3.46)
La potenza disponibile è indicata nel contratto vigente con il Distributore ed è la massima potenza che può essere prelevata in un punto di connessione. Nel caso di utenti dotati di dispositivo limitatore, la potenza disponibile è la
massima potenza che può essere prelevata in un punto di connessione senza che l’Utente finale sia disalimentato.
A.10) Potenza disponibile in immissione (paragrafo 3.47)
Massima potenza che può essere immessa in un punto di connessione. A.11) Potenza disponibile per la connessione (paragrafo 3.48)
Valore massimo tra la potenza disponibile in prelievo e la potenza disponibile in immissione.
A.12) Sistema di accumulo (paragrafo 3.61 bis)
Insieme di dispositivi, apparecchiature e logiche di gestione e controllo, funzionale ad assorbire e rilasciare energia elettrica, previsto per funzionare in maniera continuativa in parallelo con la rete di distribuzione o in grado di comportare un’alterazione dei profili di scambio con la rete stessa (immissione e/o prelievo), anche se determinata da disconnessioni o riconnessioni volontarie di parte o tutto l’impianto. Sulla base di quanto sopra detto, qualsiasi sistema di accumulo, anche se connesso sul lato dc di un impianto di produzione, è da ritenersi sempre un generatore.
Non rientrano tra i sistemi di accumulo i soli sistemi che svolgono esclusivamente la funzione di:
- assicurare la continuità dell’alimentazione;
- migliorare la qualità della tensione (buchi di tensione, flicker, armoniche, dissimmetria, variazioni rapide) quali gli UPS.
A.13) Utenti attivi (paragrafo 3.69)
Utenti che utilizzano qualsiasi macchinario (rotante o statico) che converta ogni forma di energia utile in energia elettrica in corrente alternata, previsto
per funzionare in parallelo (anche transitorio) con la rete. A questa
categoria non appartengono gli utenti che installano UPS. A.14) Utenti passivi (paragrafo 3.70)
Tutti gli Utenti non ricadenti nella definizione precedente (A.13).
A.15) Impianti di produzione particolari (paragrafo 4.2)
La norma specifica che l’impianto destinato a forniture temporanee (cantieri, circhi, fiere, ecc.) rientra negli impianti di utilizzazione particolari, tali tipologie di impianti saranno descritte in seguito.
A.16) Criteri per la scelta del punto di connessione alla rete e relativi schemi (paragrafo 6)
La norma specifica il livello di tensione nel punto di collegamento tra l’utenza e la rete in base alla potenza dell’impianto da allacciare.
Di seguito è riportato una tabella riassuntiva:
Tabella A.1: livelli di tensione al variare della potenza
Per potenze comprese tra i 100 e i 200 kW la scelta del livello di tensione è a discrezione del distributore; per valori superiori sicuramente sarà in MT. A.17) Schemi di collegamento
La norma, nel paragrafo (6.4), definisce i criteri per la scelta dello schema di collegamento dell’utenza con la rete elettrica in funzione alla potenza dell’impianto, ma anche rispetto alla sua posizione in relazione alle cabine e linee nelle vicinanze.
Varie tipologie di schemi sono descritte nel paragrafo (7.1); qui di seguito si riporta una tabella riassuntiva:
Tabella A.2: schemi di collegamento
Dove la D sta per impianto di rete per la connessione, la M è il sistema di misura e la U tiene di conto dell’impianto di utenza.
I relativi schemi della tabella A.2 prendono il nome di:
-Schema A: Inserimento in antenna da cabina MT/BT esistente;
-Schema B: Inserimento in derivazione rigida a T su una linea esistente;
-Schema C: Inserimento in derivazione a T su una linea esistente con dispositivo di sezionamento verso l’utente;
-Schema D: Inserimento in derivazione da cassetta di sezionamento su una linea esistente;
-Schema E: Inserimento in derivazione da cassetta di sezionamento su una linea esistente;
-Schema F: Inserimento in antenna da cabina MT/BT di nuova installazione. Nella tabella A.3 sono stati riportati inoltre i criteri di massima per l’individuazione delle soluzioni di connessione tipiche facendo riferimento agli schemi elettrici precedentemente descritti:
Potenza [kW] Rete A/F B C D E in antenna da cabina MT/BT in derivazione rigida in derivazione a T con dispositivo di sezionamento verso l’utente in derivazione a T da cassetta di sezionamento su una linea esistente in derivazione a T da cassetta di sezionamento su una linea esistente 1,5 – 6,6 BT – X X – – BT – X X – – 6,6 – 33 BT – X X X X 33 – 100 BT X – X X X 100 - 200 BT X – – – X MT nc nc nc nc nc
Tabella A.3: collegamento da adottare
Per potenza, in caso di Utenti passivi, si deve intendere la potenza disponibile; per gli Utenti attivi si deve intendere il massimo tra la potenza in immissione richiesta e la potenza disponibile. (“x”: soluzione generalmente utilizzata; “–”: soluzione generalmente non utilizzata; “nc”: casistica non considerata in questa tabella).
A.18) Impiego di dispositivi atti alla limitazione della potenza prelevata/immessa (paragrafo 7.3.1)
Generalmente, per potenze contrattualmente impegnate fino a 30 kW, il Distributore mette a disposizione, in prelievo, una potenza massima pari a quella sottoscritta alla stipula del contratto, aumentata del 10 % (potenza disponibile). Il contenimento dei prelievi entro detto limite viene attuato mediante l’utilizzo di Dispositivi Limitatori di Potenza.
Generalmente, per richieste di potenza oltre i 30 kW, il Distributore rende disponibile una potenza pari al valore richiesto ed in questo caso non installa dispositivi di limitazione della potenza. Installerà invece un contatore di energia, in grado di rilevare il massimo valore della potenza prelevata. In caso di sistematici prelievi di potenza eccedenti il livello della potenza disponibile, può procedere all’adeguamento contrattuale relativo alla medesima potenza disponibile.
A.19) Punto di connessione (paragrafo 7.4.1)
Il punto di connessione coincide con i morsetti di valle del contatore per tutti gli Utenti.
Il punto di connessione è solitamente collocato al limite di proprietà e direttamente accessibile da pubblica via, salvo per i punti di connessione relativi ad edifici con ingresso in comune a più unità immobiliari. In questo caso è necessario centralizzare i suddetti punti di connessione in apposito locale/vano (di proprietà condominiale e realizzato a cura dell’Utente) individuato preventivamente all’interno dell’edificio.
A monte del punto di connessione la proprietà e la competenza funzionale sono del Distributore; a valle sono dell’Utente.
A.20) Punti di connessione multipli e alimentazioni di emergenza (paragrafo 7.4.5)
Quando siano previsti punti di connessione multipli e/o altre alimentazioni elettriche, derivate da gruppi di generazione di riserva (ad es. gruppi elettrogeni) e/o da gruppi statici di continuità comunque non riferibili ad UPS, alternative a quella principale, devono essere previsti dall’Utente opportuni interblocchi come previsto al punto 8.4.3 (fatto salvo quanto indicato nel paragrafo 8.4.2 “Funzionamento di breve durata in parallelo”).
A.21) Prescrizioni particolari per impianti destinati a forniture temporanee (paragrafo 7.4.15)
Le seguenti prescrizioni si applicano alla connessione di impianti che richiedono forniture temporanee di energia elettrica, a carattere straordinario o ricorrente, effettuate in occasione di cantieri, fiere, spettacoli itineranti, circhi, ecc., aventi generalmente una durata limitata.
Per i cantieri edili la durata della fornitura non supera generalmente i tre anni, prorogabile fino a 6 (TIC).
L’Utente deve realizzare le seguenti opere, mostrate nella figura A.1:
- cassetta di protezione del contatore (completa anche di relativo supporto, se l’allacciamento è eseguito da linea in cavo sotterraneo);
- dispositivo di protezione e sezionamento (DG, immediatamente a valle del punto di connessione);
- eventuali opere edili necessarie per il posizionamento di una cabina prefabbricata di trasformazione MT/BT.
A.22) Regole tecniche di connessione per utenti attivi (paragrafo 8)
Si riporta di seguito lo schema di connessione nel caso di Utente attivo, con produzione di energia elettrica fornita da un generatore:
Figura A.2: connessione Utente attivo
Nel caso in cui si abbia la presenza di un accumulo elettrochimico lo schema diventa il seguente:
Il DG (Dispositivo Generale), eventualmente DGL, separa l’intero impianto utente dalla rete e deve intervenire solo in caso di guasto a valle del punto di connessione, cioè un guasto interno all’impianto.
Il DDI (dispositivo di interfaccia) ha il compito di separare l’impianto dalla rete di distribuzione in caso di guasto su quest’ultima o in caso di variazione dei valori nominale di tensione e frequenza. In questo modo la parte di impianto adibita al funzionamento in isola (carichi privilegiati) potrà essere alimentata dal sistema di produzione aumentando così la continuità energetica. Il DDI inoltre evita che il guasto sulla linea continui ad essere alimentato dal sistema di produzione.
In ultimo il DDG (Dispositivo Del Generatore) separa l’impianto dalla fonte di produzione in caso di guasto di quest’ultima e/o dell’impianto stesso. Assicura l’avviamento, l’esercizio e l’arresto gel generatore in condizione ordinarie (senza guasti).
A.23) Funzionamento di breve durata in parallelo (paragrafo 8.4.2)
Il funzionamento di breve durata in parallelo alla rete BT del Distributore è consentito per qualsiasi impianto di produzione, statico o rotante, anche privo del SPI, purché la durata del parallelo non ecceda, tramite relè temporizzatore, 30 s per gli impianti trifase e 10 s per quelli monofase. Trascorso tale tempo, la condizione di parallelo deve essere interrotta attraverso un opportuno sistema di interblocco.
Negli impianti di produzione destinati al servizio di riserva (emergenza) o di sicurezza, potendo il carico essere alimentato sia dalla rete pubblica, sia dall’impianto di produzione, si devono prevedere apparecchi di commutazione adeguatamente interbloccati per evitare il funzionamento in parallelo con la rete del Distributore.
Precisamente, deve essere installato un opportuno interblocco tra il DDG ed un qualsiasi interruttore in grado di separare la parte di impianto, costituita dal generatore ed i carichi privilegiati, dalla rete del Distributore.
Per evitare interruzioni del servizio durante il cambio di assetto della rete, previo accordo tra il Distributore e l’Utente, è ammesso il parallelo transitorio fra l’alimentazione di riserva (ad es. gruppi elettrogeni) e la rete, realizzabile unicamente con un sistema automatico che verifichi che la durata del funzionamento in parallelo delle diverse alimentazioni avvenga alle condizioni previste dal paragrafo 8.4.2 della norma CEI 0-21.
Appendice B: Allegato A del TICA (Testo Integrato delle
Connessioni Attive)
Di seguito si riporta alcuni estratti dall’allegato A del TICA, in quanto saranno utili nel corso della trattazione per la determinazione del costo di allacciamento alla rete elettrica distributrice nel caso di utenza attiva.
Sono elencate alcune definizioni utili per la trattazione, tratte dal TITOLO I “disposizioni generali” della norma:
a) potenza ai fini della connessione; è pari al maggiore valore tra zero e
la differenza tra la potenza in immissione richiesta e la potenza già disponibile per la connessione;
b) potenza già disponibile in immissione; è la massima potenza che può
essere immessa in un punto di connessione esistente senza che l’utente sia disconnesso prima della richiesta di connessione, come desumibile dal regolamento di esercizio;
c) potenza già disponibile in prelievo; è la massima potenza che può
essere prelevata in un punto di connessione esistente prima della richiesta di connessione, senza che il cliente finale sia disalimentato;
d) potenza in immissione richiesta; è il valore della potenza in
immissione complessivamente disponibile dopo gli interventi da effettuare senza che l’utente sia disconnesso.
Parte II del TICA: richieste di connessione per impianti diversi da quelli fotovoltaici
Definisce che la richiesta di una nuova connessione, per impianti diversi dal fotovoltaico, con potenza in immissione richiesta fino ai 10 MW deve essere chiesta all’impresa distributrice sul territorio. Per potenze superiori invece deve essere presentata la richiesta di connessione a Terna.
Indica inoltre le procedure che il richiedente deve svolgere nelle tempistiche adeguate e tutti i documenti che la richiesta deve comprendere.
Il corrispettivo per l’ottenimento del preventivo dipende dalla potenza in immissione richiesta:
➢ 30 euro per potenze in immissione richieste fino a 6 kW;
➢ 50 euro per potenze in immissione richieste superiori a 6 kW e fino a 10 kW;
➢ 100 euro per potenze in immissione richieste superiori a 10 kW e fino a 50 kW;
➢ 200 euro per potenze in immissione richieste superiori a 50 kW e fino a 100 kW.
TITOLO II: condizioni economiche per gli impianti diversi dagli impianti fotovoltaici
• ARTICOLO 12 del TICA: Corrispettivo per la connessione di impianti
alimentati da fonti rinnovabili ovvero di cogenerazione ad alto rendimento e relative verifiche.
Il corrispettivo per la connessione, espresso in euro, nel caso in cui l’impianto sia alimentato da fonti rinnovabili e/o con centrali con cogenerazioni ad alto rendimento, è il minor valore tra:
A= CPA ⋅ P + CM A ⋅ P ⋅ DA +100 (25)
B= CPB ⋅ P + CM B ⋅ P ⋅ DB + 6000 (26)
Considerando:
- CPA = 35 €/kW; CMA = 90 €/(kW⋅km); CPB = 4 €/kW; CMB =7,5
€/(kW⋅km);
- P= potenza ai fini della connessione espressa in kW (lettera “a” del
presente paragrafo.);
- DA = distanza in linea d’aria tra il punto di connessione e la più vicina
cabina di trasformazione media/bassa tensione del gestore di rete in servizio da almeno 5 (cinque) anni, espressa in km con due cifre decimali;
- DB = distanza in linea d’aria tra il punto di connessione e la più vicina
stazione di trasformazione alta/media tensione del gestore di rete in servizio da almeno 5 (cinque) anni, espressa in km con due cifre decimali.
Nei casi di nuova connessione in cavo interrato, i corrispettivi CM devono essere moltiplicati per due.
Nei casi di nuova connessione, qualora la linea sia in parte in cavo interrato e in parte in linea aerea, il corrispettivo per la connessione, espresso in euro, è pari al minimo tra:
A= CPA ⋅ P + CM A ⋅ P ⋅ DA⋅ 𝐷𝑎𝑒𝑟𝑒𝑜 𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒+ 2 ⋅ CM A ⋅ P ⋅ DA ⋅ 𝐷𝑐𝑎𝑣𝑜 𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 + 100 (27) B= CPB ⋅ P + CM B ⋅ P ⋅ DB ⋅ 𝐷𝑎𝑒𝑟𝑒𝑜 𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒+2 ⋅ CM B ⋅ P ⋅ DB ⋅ 𝐷𝑐𝑎𝑣𝑜 𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 + 6000 (28) Dove:
- Dcavo =lunghezza reale della linea di connessione realizzata in cavo
interrato;
- Daereo =lunghezza reale della linea aerea di connessione;
- Dtotale = lunghezza reale della linea di connessione, pari alla somma di
Dcavo e di Daereo.
Nei casi di richieste di connessione di impianti di produzione che non siano raggiungibili con strada percorribile da automezzi o che siano separati dagli impianti di distribuzione esistenti da tratti di mare, di lago o laguna, e per cui occorre realizzare una nuova connessione, i corrispettivi CM e CP sono moltiplicati per 3 (tre).
• ARTICOLO 13 DEL TICA: Corrispettivo per la connessione di
impianti non alimentati da fonti rinnovabili né di cogenerazione ad alto rendimento.
Nel caso di impianti diversi da quelli di cui all’articolo 12, il corrispettivo per la connessione è pari al massimo tra il corrispettivo di cui all’articolo 12 e il costo individuato nella STMG (Soluzione Tecnica Minima Generale) ai sensi del comma 8.3, lettera c).
Per completare la trattazione si riporta inoltre: - Comma 8.3 del TICA:
La STMG deve, inoltre: c) essere corredata dai costi medi corrispondenti alla soluzione tecnica convenzionale degli interventi di cui al comma 8.2, lettere a) e c).
- Comma 8.2 del TICA: La STMG comprende:
a) la descrizione dell’impianto di rete per la connessione corrispondente ad una delle soluzioni tecniche convenzionali;
c) la descrizione degli eventuali interventi sulle reti elettriche esistenti che si