INTRODUZIONE
Il danno economico arrecato ad uno stabilimento industriale per effetto della mancata fornitura di energia, e quindi della mancata produttività dell’impianto stesso, può risultare di notevole entità. Per questo, ormai da diversi anni si ritiene necessario installare gruppi di generazione tali da garantire, anche in caso di black out di rete, l’autonomia dei rispettivi impianti.
Chiaramente, i vantaggi derivanti dall’installazione di unità di generazione non si limitano alla sola produzione di energia elettrica, che peraltro risulterebbe energeticamente sconveniente, in quanto, l’efficienza energetica di conversione dei gruppi, risulta essere intorno al 40% dell’energia termica contenuta nel combustibile (con conseguente dispersione nell’ambiente della restante quantità). Ma, visto che numerosi e diversificati stabilimenti industriali necessitano contemporaneamente sia di energia elettrica che di energia termica sotto forma di vapore, acqua calda o aria preriscaldata per i processi di lavorazione, vengono costruiti appositi impianti per la produzione combinata di energia elettrica e calore, detta appunto produzione combinata, che riescono a raggiungere rendimenti di primo principio dell’intero processo fino ad oltre l’80%. La produzione combinata se conforme ai parametri previsti dalla delibera 42-02 del 19 marzo 2002, prende il nome di Cogenerazione.
Gli stabilimenti industriali così organizzati riescono, pertanto, oltre a rendersi indipendenti dagli eventuali malfunzionamenti della rete nazionale, anche a coprire il proprio fabbisogno di vapore. Tuttavia, data la costante richiesta di energia termica da parte delle utenze interne, i gruppi di produzione devono essere operativi indipendentemente dalla richiesta di energia elettrica, condizione, questa che può portare a produrne per più del fabbisogno interno. Circostanza, quest’ultima, che può essere sfruttata per rivendere l’energia in eccesso sul mercato nazionale.
La progettazione, realizzazione e gestione del sistema di generazione e distribuzione di energia richiede, in primo luogo, uno studio accurato per la valutazione delle prestazioni, dell’affidabilità, della sicurezza e della predisposizione ad eventuali futuri ampliamenti dell’impianto.
In questo contesto si è sviluppato il nostro studio, rivolto all’analisi di un sito industriale, interessato, nell’arco degli anni, da aggiornamenti di tipo strutturale-organizzativo. In particolare, per ciò che concerne la nostra analisi, sono state apportate sostanziali modifiche all’impianto di produzione e distribuzione dell’energia elettrica, rendendo, così, necessari opportuni studi per la verifica e l’aggiornamento del sistema elettrico dell’intero impianto qualora le condizioni rilevate fossero critiche.
A tal fine é necessario analizzare i flussi di potenza ed individuare sia le condizioni di funzionamento ottimali che le situazioni di malfunzionamento, e quindi di possibile
danneggiamento dei componenti della rete. D’altro canto è fondamentale determinare i valori delle sollecitazioni presenti in caso di guasto, stimando il valore assunto dalla corrente in caso di corto circuito. Sulla base di questo valore, di fatto, vengono coordinati i dispositivi di protezione e verificata la compatibilità fra i componenti già presenti e le nuove condizioni operative.
Nella nostra verifica di rete un ruolo fondamentale è, inoltre, rivestito dall’analisi di stabilità e dal comportamento dinamico del sistema elettrico. Importante, infatti, è la capacità dei generatori della rete di rimanere in sincronismo anche in condizioni di guasto, manovre di rete e variazioni di carico. Per le valutazioni dinamiche è necessario l’utilizzo di modelli più accurati comprensivi dei relativi regolatori.
Da questi studi, quindi, saranno messe in evidenza, per ognuno degli assetti operativi di maggiore utilizzo, le eventuali criticità del sistema elettrico, sia in caso di normale funzionamento che in caso di guasto; saranno inoltre indicate possibili situazioni di perdita di stabilità, da parte del sistema, per le manovre di rete o per i casi di guasto più comuni. Infine, tutti i risultati del seguente studio, svolgeranno il ruolo di database per consultazioni e eventuali analisi future.
Visto l’elevato numero di condizioni operative da analizzare e data la complessità dei moderni sistemi elettrici, si fa ricorso all’ausilio di software, che, in tempi brevi, permettono di eseguire analisi tecnico-economiche necessarie per le successive scelte di impianto.
