Sistemi Riello UPS: una protezione completa dalle alterazioni della rete

I processi industriali per la produzione, la lavorazione, l’assemblaggio e le attività correlate utilizzano sistemi automatici di altissimo livello, ma per garantirne la massima efficienza è indispensabile che l’intero sistema elettromeccanico, elettronico e informatico sia efficacemente protetto contro eventi esterni e con la garanzia che l’alimentazione elettrica sia priva di disturbi e non subisca interruzioni improvvise. Per questo è fondamentale dotare ogni impianto di UPS di ultima generazione capaci di assicurare un’erogazione di energia continua, pulita e perfettamente sinusoidale.

Gli UPS si inseriscono nel sistema tra la rete e il carico e intervengono non solo in caso di blackout di rete (potenzialmente estremamente dannosi per il sistema), ma anche in caso di anomalie della rete di alimentazione come sovratensioni, sottotensioni, spike, armoniche, variazioni di frequenza, microinterruzioni.

Gli innovativi gruppi di continuità Riello UPS, per esempio, hanno prestazioni ottimizzate per le esigenze dei processi industriali e permettono di ridurre sensibilmente perdite e consumi elettrici consentendo un notevole risparmio sui costi di esercizio grazie all’utilizzo di componenti di ultima generazione e ad altre innovative soluzioni che la costante evoluzione tecnologica perseguita da Riello UPS ha permesso di adottare. Questi sistemi infatti possono portare alla riduzione del 15/20% annuo sui costi per l’energia elettrica, assicurando un ROI in tempi brevi e importanti risparmi nel tempo.

Non solo, i gruppi di continuità Riello UPS sono ideali per sostenere un ruolo determinante e strategico per le smart factory grazie alle piattaforme smart di cui sono dotati e che permettono loro di integrarsi completamente nei processi produttivi, gestendone e analizzandone i dati. Questo consente ai supervisor del sistema di avere il pieno controllo dei flussi di energia e dei sistemi che li gestiscono, per utilizzarli al meglio in ogni fase e componente della catena del valore; una vera e propria smart grid dei processi industriali smart factory.

Il caso: il polo produttivo del comparto alimentare

Un esempio pratico dell’applicazione degli UPS in un processo produttivo industriale è la recente installazione che Riello UPS ha realizzato per un importante polo produttivo del comparto alimentare italiano. L’azienda raccoglie un volume annuo di circa 191 milioni di litri di latte, trattati con un processo produttivo continuo che assicura al prodotto finito garanzie qualitative elevatissime.

L’architettura energetica

Lo stabilimento industriale autoproduce il 65% dell’energia necessaria ai suoi processi con sistemi di cogenerazione e fotovoltaico. Da questi riceve energia in media tensione che poi viene trasformata per essere distribuita internamente in modo diversificato per le due grandi tipologie di utenze interne:

• quelle per cui brevi mancanze di alimentazione non pregiudicano l’attività o gli impianti e che non necessitano di alimentazione no break;

• quelle in cui è vitale l’assoluta continuità dell’alimentazione energetica perché eventuali break pregiudicherebbero la qualità della produzione, metterebbero a rischio gli impianti e genererebbero inefficienze, sprechi di materia prima e notevoli costi di ripristino.

L’azienda si è dunque dotata di gruppi elettrogeni di emergenza che, in caso di blackout, entrano in funzione e ripristinano l’alimentazione a tutto lo stabilimento entro trenta/quaranta secondi. Se questo soddisfa perfettamente le esigenze delle utenze che non necessitano di alimentazione no break, non può certamente bastare per sistemi critici come la sterilizzazione termica del latte, il confezionamento, la gestione dei magazzini automatizzati, la pressurizzazione, le luci di emergenza, i segmenti di impianti con parti elettroniche particolarmente delicate, eccetera. Tutte queste attività che non possono essere soggette a sbalzi di tensione o blackout, necessitano della protezione di UPS adeguati.

Motivazioni alla base dell’investimento

Più motivazioni hanno indotto il cliente a rinnovare il proprio parco di UPS, ormai non più adeguato, e a guidarne le scelte verso i nuovi sistemi Riello UPS.

1. Anzianità di servizio. Le precedenti infrastrutture avevano raggiunto la soglia limite di anzianità e l’alternativa era netta: o un pesante intervento strutturale per mantenere in funzione un sistema comunque vecchio e poco efficiente, o la sostituzione totale degli UPS con sistemi nuovi e più efficienti.

2. Aumento della potenza protetta. A fronte di impianti che possono arrivare a richiedere 1200 KW di potenza protetta, la capacità di protezione dell’impianto preesistente raggiungeva solo i 900/1000 KW, insufficienti per assicurare un’affidabile alimentazione. Oggi, dopo l’intervento, l’azienda ha una capacità di potenza protetta che arriva a 1600KW e può dunque programmare uno sviluppo degli impianti per ulteriori 400KW.

3. Efficienza e ROI. A parità di investimento e di funzionamento, le scelte si sono concentrate sulla ricerca di una maggiore efficienza energetica e su una scelta capace di massimizzare il ROI.

L’analisi

Il Centro di Assistenza SIST.EL e il reparto Assistenza Tecnica di Riello UPS, chiamati ad analizzare la situazione e a fornire una proposta operativa, hanno monitorato l’attività dei vecchi UPS adottando ogni accorgimento utile ad avere valori affidabili sui quali tarare le successive considerazioni (identica ora di inizio e fine delle misurazioni, eliminazione delle variazioni cicliche di carico, misurazioni a cadenze regolari ravvicinate, eccetera). Si è così costruito un quadro esatto delle dinamiche energetiche, con affidabili valutazioni di carico.

La soluzione: Riello UPS MHE 400 KVA

In base a questi dati l’azienda, rilevata l’antieconomicità del mantenimento in servizio dei vecchi UPS, ha accolto la soluzione elaborata dai tecnici di Riello UPS e di SIST.EL che hanno dimostrato come la miglior soluzione fosse sostituire i due obsoleti UPS da 800W con quattro moderni Riello UPS MHE 400 KVA installati in parallelo.

I vantaggi ottenuti

Il primo e più immediato vantaggio è stato la possibilità di preservare l’investimento nel parco batterie già installato, mantenendolo attivo nella medesima configurazione (480V nominali – 5 stringhe in parallelo di 40 monoblocchi 100Ah equivalenti a 480V 500Ah = 125Ah per ogni UPS), adesso condivise fra i 4 gruppi di continuità Riello UPS 400 KVA ma eventualmente separabili per alimentare singolarmente ciascuno dei 4 UPS. Ne risulta, con il carico medio rilevato, un’autonomia di ben 41 minuti circa.

La soluzione adottata ha aperto inoltre un ampio ventaglio di opportunità: operando tutti assieme permettono infatti di gestire agevolmente i momenti di massimo impegno, ma nei momenti di attività normale o bassa se ne possono lasciare dormienti uno o due, assicurando la doppia ridondanza e ottimizzando l’efficienza. Questa modalità è particolarmente utile perché con medie di carico pari a 153.299 W, un solo UPS è mediamente sufficiente a sostenere tutto il carico e due sono sufficienti per assicurare la ridondanza; in tale stato gli altri due possono essere mantenuti dormienti ma restano comunque immediatamente attivabili ove vi fossero spunti di assorbimento.

Verso l’efficienza

• Risparmio energetico – Gli UPS preesistenti avevano mostrato un’efficienza media dell’87% circa. Con i 4 Riello UPS MHE 400KVA in parallelo, di cui due attivi e due dormienti, in condizioni medie di carico, l’efficienza è salita al 94,5% (livello di efficienza dei Riello UPS MHE 400 KVA a livelli di carico medio 153,3KW / 2 =76,6KW). Ne è risultata una differenza di rendimento pari al 7% ovvero di circa 11 KW. Poiché l’attività aziendale è continuativa, estendendo questo dato su base annua 24/365 ne scaturisce un risparmio energetico totale annuo di 96.360 KWh. Naturalmente, quando i Riello UPS MHE 400 KVA lavorano a carico medio superiore, vi è un ulteriore risparmio energetico legato alla loro maggiore efficienza ai più alti carichi.

• Meno calore – Un ulteriore fattore di efficienza deriva dal minor calore prodotto dai Riello UPS MHE 400 KVA, inferiore a un quarto di quello prodotto dai vecchi installati; questo ha permesso di ridurre notevolmente il condizionamento con conseguente ulteriore risparmio.