Efficienza energetica, l’illuminazione nell’industria alimentare

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L’intervento energetico sulla illuminazione è visto come primario in diverse realtà dell’industria alimentare. Seppure apparentemente semplice riserva alcune criticità

Illuminazione all’interno di un capannone industriale. L’intervento riveste generalmente carattere primario in ambito industriale stante la relativa semplicità ed economicità

Nella vasta gamma di interventi di efficientamento energetico posti in essere all’interno di uno stabilimento industriale, ed in particolare nell’ambito della industria alimentare, un posto di sicuro interesse è rivestito dalla illuminazione degli ambienti produttivi. Le motivazioni risiedono principalmente in due peculiarità, connaturate con l’intervento sulla illuminazione: il tempo di ritorno dell’investimento, generalmente assai contenuto (tipicamente inferiore ai due anni) e la relativa semplicità di esecuzione, consistente generalmente in una sostituzione “punto-punto” dei corpi illuminanti. L’intervento sulla illuminazione prende pertanto il primo posto tra gli quelli scaturiti da una Diagnosi Energetica, effettuata da un Esperto in Gestione dell’Energia, che la segnala nel suo report energetico al termine di un Audit specifico sui temi energetici della Azienda. Vediamo in questa sede quelle che possono apparire le caratteristiche sia tecniche che economiche, cercando di individuare quelli che sono gli aspetti più importanti o, per lo meno, potenzialmente critici.

Attività preliminari. Una fase iniziale di valutazione dell’investimento, consistente nella sostituzione dei corpi illuminanti esistenti in un insediamento industriale, è evidentemente imprescindibile.  Un’illuminazione industriale progettata con attenzione consente, nel caso particolare dell’industria alimentare, di ridurre il rischi non presenti in altre realtà produttive (sicurezza di incontaminazione e controllo visivo del prodotto). Si tratta di una valutazione che però implica diversi aspetti tra di loro strettamente connessi: la scelta tecnica della sostituzione dei corpi illuminanti (tipicamente da sistemi più convenzionali come vapori di Sodio o Ioduri verso la tecnologia LED), l’adeguamento normativo del livello di illuminazione degli ambienti di lavoro, la scelta strategica se investire con risorse proprie della Società oppure procedere ad un finanziamento bancario se non ad un contratto di tipo EPC (Energy Performance Contract) da stipularsi obbligatoriamente con una Società Esco. Essenziale a tal proposito un sopralluogo nel quale si prende visione non soltanto del numero dei corpi illuminanti (che resta in prima battuta invariato) e della loro tipologia (essenzialmente la potenza nominale, vista la connotazione primariamente energetica dell’intervento) ma anche degli aspetti logistici come l’altezza di installazione dei corpi illuminanti e la accessibilità delle aree di lavoro con relativa interferenza con la normale attività produttiva. Importante è la valutazione della posizione e adattamento dei quadri elettrici nei quali inserire i nuovi misuratori (generalmente non esistono misuratori dedicati al consumo per illuminazione, ma ora vanno aggiunti perché imprescindibili) ed alle modalità di trasporto del segnale da essi prodotto.

Proiettore industriale a LED caratterizzato dalla sua elevata efficienza luminosa, progettato per attività produttive che richiedono massima luminosità unita a precisione. Regolazione del flusso opzionale per consentire ulteriori risparmi. Philips

Sottovalutare uno qualsiasi di questi aspetti potrebbe portare un intervento di per sé relativamente semplice in una attività disseminata di criticità che si potrebbero ripercuotere sulla economicità stessa. Parliamo naturalmente di interventi sul larga scala, che però anche per realtà produttive non estese comporta facilmente la sostituzione di diverse centinaia di punti luce. Nella fase di progettazione di questo intervento non di rado viene aumentato contestualmente il livello di illuminazione, anche a piazzali esterni, sicché è buona norma procedere ad una analisi illuminotecnica preliminare condotta con il supporto di una rilevazione quanto più accurata della illuminazione (Lux a terra e sui piani di lavoro). Tra le attività preliminari è essenziale la corretta valutazione delle ore di funzionamento previste (coincidenti con le ore pregresse registrate, o stimabili in caso di variazione dei ritmi lavorativi o per ampliamento delle aree di lavoro). Il numero di ore di accensione fa la differenza tra la realizzabilità o meno della intera operazione.

La realizzazione. Riferendoci al un caso tipico, è possibile realizzare l’intervento di efficientamento energetico operando sull’impianto di illuminazione attraverso attività da effettuare che, riassumendo, consistono in:

– campionatura lampade;

– progettazione illuminotecnica per la verifica dell’illuminamento come da normativa

– rimozione dell’impianto esistente;

– fornitura e installazione nuovo impianto (generalmente a LED);

– fornitura e installazione strumenti di misura per la rendicontazione dei consumi;

– eventuali ripristini dei cablaggi;

– rilascio della Dichiarazione di Conformità;

– gestione lavori e sicurezza;

– manutenzione ordinaria e straordinaria quinquennale;

– collaudo del sistema;

– campagna di misura ex-ante ed ex-post;

– redazione di rendicontazione dei consumi tramite protocollo IPMVP.

Lampada industriale LED di Potenza 150 W. Si noti l’estensione della superficie disperdente il calore. Nasar

Il Monitoraggio dei consumi. In ogni caso, ma particolarmente quando l’ipotesi di intervento implica un contratto EPC di prestazione energetica, occorre misurare gli assorbimenti dell’impianto di illuminazione. La situazione cosiddetta “ex ante” va a costituire quella “baseline” nei confronti della quale si porrà il confronto per la situazione finale (“ex post”). Su questa variazione di potenza e conseguentemente di energia si gioca il bilancio economico della operazione. L’adozione di idonei misuratori di energia elettrica da inserire nei quadri elettrici esistenti (laddove possibile per questioni di spazio, altrimenti ad integrazione di essi) è un altro passo da affrontare, qualsiasi sia la modalità contrattuale (semplice fornitura o contratto a performance), ma in quest’ultimo caso ne risulta elemento contrattuale fondamentale tra le controparti (Azienda cliente e Esco). Un elemento da considerare è la concentrazione e la trasmissione dei dati rilevati; spesso infatti, come nel caso di contratti EPC è necessario poter leggere i dati da remoto: la Esco resta proprietaria dei corpi illuminanti e delle apparecchiature di misura e per di più emette fattura in funzione dei risparmi ottenuti. In contratti di questo tipo è talvolta prevista anche la certificazione dei consumi nell’ambito del protocollo IPMVP. Contratti EPC vengono stipulati per una durata di cinque anni, durante i quali la Esco mantiene la proprietà dell’impianto illuminante nuovo e ne cura la manutenzione, sia ordinaria sia straordinaria (in altri casi potrebbe essere un impianto pneumatico per la produzione di aria compressa o una caldaia per la produzione di vapore, ecc.)

Quadro elettrico dedicato alla misura dell’energia elettrica consumata dall’illuminazione

Aspetti economici. Gli aspetti economici sono legati principalmente al risparmio economico legato alla riduzione dei consumi di energia elettrica. A tal fine è essenziale stabilire un valore economico per il kWh consumato, da tenere fisso nelle valutazioni. In caso di contratto EPC il valore dell’energia diviene elemento contrattuale, senza la definizione del quale sarebbe impossibile la valorizzazione economica della performance dell’impianto, corrispondente a fatturazioni della Esco al Cliente. Da segnalare che per questo tipo di progetti di illuminazione presentano una certa criticità nei costi di installazione e manutenzione, che se non ben valutati sono tali da spostare il conto economico in modo significativo. La stima dei costi viene comunque suddivisa sulle 4 macro voci legate al progetto:

– gestione del progetto: viene stimata sulla base dei progetti precedenti per affinità di tecnologia, dimensione del progetto e dislocazione geografica dell’impianto.

– progettazione: viene stimata in funzione delle dimensioni dell’impianto da realizzare tenendo in considerazione un importo minimo legato ai costi fissi del progettista per i calcoli illuminotecnici. Tali costi si considerano inclusi nella offerta del fornitore dei corpi illuminanti a LED.

– fornitura e installazione impianto: viene stimata partendo dalla distinta dell’impianto del cliente in termini di:

–              numero di corpi illuminanti presenti;

–              potenza;

–              campo di applicazione dell’impianto

–              stato attuale dell’impianto

Sulla base di queste informazioni viene stimato il valore economico di fornitura e installazione utilizzando come riferimento i listini prezzi interni e impianti di confronto realizzati. Il costo di installazione viene stimato utilizzando parametri interni modificati percentualmente a seconda delle condizioni di installazione.

– sistema di misura: il processo di stima delle componenti dell’impianto di misura è suddiviso in due fasi sequenziali. La prima fase prevede la valutazione del numero di quadri elettrici coinvolti eseguendo una stima economica fissa associata a ciascun quadro elettrico. La seconda fase, di dettaglio, viene stimata eseguendo un’analisi puntuale per ciascun quadro e considerando:

–              dislocazione dei quadri sulle planimetrie

–              presenza di generale luce;

–              numero e tipologia di interruttori coinvolti;

–              amperaggi e struttura dei cablaggi interni del quadro (Campagna di misura Ex-ante);

–              presenza di reti Wi-Fi per la comunicazione senza fili;

–              presenza di reti ethernet cablate.

La tecnologia e la durata. In merito alla tecnologia del LED si rimanda al box dedicato. Qualche considerazione a parte merita il tema della durata dei corpi illuminanti. Per durata si intende il tempo intercorrente fino a quando il flusso luminoso medio di un apparecchio LED scende a una determinata percentuale del flusso luminoso iniziale. Esempio: durata “L80 50 000 h” significa che dopo 50 000 h di funzionamento il flusso è sceso all’80% del livello iniziale. Di solito si indica la “durata media misurata”. Una durata di 50 000 h corrisponde ad un funzionamento ininterrotto di circa 5,7 anni. In un ufficio annesso alla unità produttiva, aperto nei consueti orari lavorativi, le ore di funzionamento sono 2500 all’anno, vale a dire che la durata di 50 000 ore copre un periodo di 20 anni. Oltre alla durata media si può indicare anche il tasso di guasto AFV (Abrupt Failure Value). Questo tasso descrive il fuori servizio, definitivo, dei moduli di un apparecchio e di regola rimane inferiore al 3%. Questo valore non tiene conto degli alimentatori; il tasso di guasto a loro relativo va indicato separatamente e di solito è coperto dalle condizioni di garanzia degli alimentatori stessi. Tuttavia non esiste un metodo certo che permetta di calcolare in anticipo simili statistiche per un tempo di funzionamento prolungato bensì l’indicazione approssimativa di un valore medio di calo di flusso luminoso. Per vari tipi di apparecchi LED, con indicazione della durata, si può determinare comunque un fattore di manutenzione relativo a diversi tempi di funzionamento d’impiego.

Conclusioni. L’intervento con finalità di tipo energetico nel sistema di illuminazione industriale è di grande importanza per l’industria alimentare, particolarmente soggetta ad elevati standard anche in questa applicazione. Le criticità di un simile intervento non debbono essere però sottovalutare stante i risvolti legati alla normativa sui livelli di illuminazione che per quanto riguarda il rischio che l’economicità dell’intervento non sia rispondente alle attese.

 

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