Qualità della rete

Quanto costa al minuto un black-out in un data center?

Un'interruzione di corrente in un centro dati può costare cara a un operatore. La mancanza di un'alimentazione continua è responsabile fino al 90% dei costi dovuti alla cattiva qualità dell'energia sostenuti dall'industria nell'Unione europea. Quindi la qualità dell'energia elettrica è mission-critical.

Conosci le risposte alle domande qui sotto?

Quanto costa al minuto un black-out in un data center?

Secondo Gartner ogni minuto senza corrente costa in media CHF 5600.–. A seconda dell’azienda, i costi possono essere addirittura pari a CHF 140 000–540 000 all’ora. La qualità dell’energia elettrica è quindi un aspetto fondamentale per il successo di un’azienda. Vuoi assicurarti un’alimentazione elettrica ininterrotta per il tuo edificio? Scopri di più sulle soluzioni ABB.

È possibile ridurre del 9% i costi energetici annui di un data center?

Il data center di Swisscolocation a Morbio-Chiasso ha potuto risparmiare il 9% sulla bolletta energetica! Questo ambizioso obiettivo è stato raggiunto grazie a un sistema UPS modulare altamente efficiente di ABB: i costi energetici si sono ridotti notevolmente e l’efficienza è aumentata. Clicca qui per leggere la storia di questo successo.

Come viene monitorata la qualità della rete nel vostro edificio?

I sistemi di monitoraggio di edifici e impianti controllano e analizzano l’energia consumata in base al carico. Con questi dati è possibile individuare un problema, ma non risolverlo. Per scoprirne l’origine, infatti, è necessario un monitoraggio della qualità della rete.

Perché la qualità della rete è importante

La qualità dell’energia elettrica è critica per l’azienda. Nell’ambito del progresso tecnico, gli utensili e le macchine elettrici reagiscono in modo sempre più sensibile ai disturbi di rete (ad es. interruzione di tensione), provocando tempi di fermo e perdite di produzioni costosi che hanno effetti sulla produttività e sul fatturato dell’azienda.

Alimentazioni di corrente non ottimizzate compromesse da armoniche, asimmetrie e un fattore di potenza basso provocano costose fatture della corrente, sovraccarichi e un invecchiamento più rapido dell’infrastruttura elettrica, provocando maggiori costi operativi e lavori di manutenzione sugli apparecchi.

ABB offre un ampio portfolio di soluzioni per la qualità della rete che massimizzano la continuità operativa e garantiscono un'alimentazione elettrica continua e senza problemi in diverse applicazioni industriali.

La mancanza di un’alimentazione elettrica continua determina fino al 90% dei costi dovuti a una cattiva qualità della rete che si hanno nell’industria dell’Unione europea.

Valore aggiunto

Disponibilità operativa

Le soluzioni ABB garantiscono la continuità operativa proteggendo i carichi dagli eventi di rete ed evitando perdite di produttività e tempi di fermo.

Design intuitivo

Le soluzioni di ABB sono intuitive, sono facili da installare e azionare. Richiedono poca manutenzione e garantiscono un’elevata affidabilità.

Rapida rendita del capitale (ROI)

Le soluzioni ABB permettono una rapida rendita del capitale (ROI), in quanto riducono le perdite economiche, prolungano la durata degli impianti e riducono i costi di manutenzione.

Sostenibilità

Le soluzioni altamente efficienti di ABB ottimizzano l’utilizzo energetico, riducono le perdite di calore e contribuiscono a raggiungere gli obiettivi globali di riduzione delle emissioni di CO₂ entro il 2030.

Sfide per la qualità della rete

I problemi con la qualità della rete ricadono sull’attività e sull’economicità degli apparecchi elettrici:

cadute di tensione/sbalzi di tensione
distorsioni armoniche e oscillazioni intermedie
microinterruzioni e guasti
picchi/transienti
sottotensione/sovratensione
asimmetria di tensione (disuguaglianza)
oscillazioni di tensione (sfarfallamenti)
sottofrequenza/sovrafrequenza
cattivo fattore di potenza

Trend nell’area della qualità della rete

Armoniche

Sottotensioni e sovratensioni

Cadute di tensione

Asimmetria di tensione

Armoniche

Si prevede che le distorsioni armoniche nelle reti elettriche aumenteranno con la transizione ecologica.

Nei livelli di tensione più bassi si prevede un aumento della generazione di armoniche, causato dalla diffusione del fotovoltaico (FV), dall'uso di accumulatori di energia, dalla carica/scarica dei veicoli elettrici e dall'aumento dei carichi alimentati da inverter a livello domestico.

Sottotensioni e sovratensioni

Bisogna attendersi oscillazioni di tensione maggiori e più frequenti che possono provocare sia sottotensioni che sovratensioni. Questo effetto è più forte nelle aree della rete elettrica con intensità di rete ridotta.

Nelle reti di distribuzione un sovratensione può provocare un consumo energetico eccessivo, una saturazione del nucleo dei trasformatori e una sollecitazione dell’isolamento, la cui conseguenza è un guasto precoce.

La sottotensione può provocare un consumo energetico ridotto, funzioni errate delle lampade a scarica ad alta intensità, la riduzione del momento di torsione sviluppato dai motori connessi alla rete e una sovracorrente con un invecchiamento più rapido come conseguenza.

Cadute di tensione

La proliferazione delle connessioni di generazione rinnovabile accoppiate a inverter con un'uscita di potenza intermittente, combinata con una riduzione della resistenza del sistema dovuta allo spostamento degli impianti convenzionali, provoca una maggiore volatilità della tensione del sistema a livello di trasmissione.

Le cadute di tensione, tipicamente causate da guasti al sistema, dall'accensione di trasformatori o dall'avvio di grandi motori, possono diventare più frequenti e gravi nelle reti di distribuzione.

Asimmetria di tensione

Tecnologie come i sistemi fotovoltaici a bassa tensione utilizzano connessioni monofase, il che introduce asimmetrie nel sistema.

Molto probabilmente queste vengono azionate tramite:

carichi trifase asimmetrici o distribuzione non uniforme di carichi monofase.
I carichi intermittenti a livello di bassa tensione, ad esempio le stazioni di ricarica dei veicoli elettrici e le pompe di calore, hanno una maggiore capacità di potenza e probabilmente introducono più squilibri.

Sfide dei segmenti

Costi di fermo per le aziende

Un sondaggio del 2018 ha rilevato che un'azienda su quattro negli Stati Uniti sperimenta un'interruzione di corrente almeno una volta al mese, rendendo le interruzioni di corrente una spiacevole normalità per le aziende.

Data center: studi mostrano che i costi medi di un’interruzione di corrente in un data center sono saliti a 8851 $ al minuto

Produzione: un recente sondaggio ha rilevato che più di un quarto delle aziende manifatturiere ha sperimentato un'interruzione almeno una volta al mese nel 2017, con il 58% che ha riportato un'interruzione che è durata più di un'ora. Nelle grandi aziende manifatturiere una singola ora di fermo supera il limite di 5 milioni di dollari

Negozi: In caso di un'interruzione di corrente in un supermercato, si possono perdere centinaia di migliaia di dollari perché le merci deperibili si deteriorano a causa della mancanza di refrigerazione.
Ad esempio, nel febbraio 2019, un supermercato in Pennsylvania ha perso potenza per più di un giorno.
Il proprietario ha stimato la perdita di beni fino a 30.000 dollari.

Trend di mercato

A livello globale, i sistemi elettrici stanno vivendo una transizione verso la decarbonizzazione della produzione di energia attraverso la diffusione su larga scala delle risorse energetiche centralizzate e decentralizzate (DER) e delle energie rinnovabili, che stanno gradualmente sostituendo le centrali termiche convenzionali.

La connessione delle DER alla rete elettrica avviene principalmente con inverter elettronici di potenza, che possono avere un impatto sia positivo che negativo sulla qualità della rete, a seconda del tipo di disturbi valutati e delle strategie di controllo applicate.

In futuro, si prevede che la qualità della rete sarà significativamente influenzata da questo spostamento verso la generazione di energia senza carbonio.

Quanti soldi si risparmiano

Monitoraggio della qualità della rete

Sito web

Condizionamento della qualità della rete

Sito web

Protezione della qualità della rete

Sito web

Casi di applicazione industriali e commerciali

Industria automobilistica

Industria idrica

Data center

Sanità e ospedali

Industria automobilistica

Nell’industria automobilistica, all’interno delle fabbriche vengono impiegati carichi, ad es. robot e sistemi di controllo, che reagiscono in modo sensibile a una cattiva qualità della rete e che hanno perciò bisogno di dispositivi di protezione contro la corrente.

Inoltre, l’utilizzo di robot di saldatura e motori con numeri di giri variabili genera armoniche e un cattivo fattore di potenza.

Industria idrica

Il profilo di carico elettrico di un tipico impianto di preparazione dell’acqua si distingue da quello di altri settori in quanto due o tre carichi principali (principalmente grandi motori per pompe dell’acqua, compressori e aeratori) consumano la maggior parte della potenza elettrica e controllano la qualità della rete.

Come in qualsiasi altro settore, ne derivano gravi effetti collaterali sotto forma di problemi di qualità della rete:

Perdite di energia
Grado di azione ridotto
Arresti non pianificati o funzionalità inaffidabile degli apparecchi che hanno effetti negativi sul livello di servizio per i clienti.

Se questi problemi interessano i processi che coinvolgono gli stadi biologici di organismi viventi, le conseguenze potrebbero essere gravi.

Data center

Una cattiva qualità della rete nei data center e presso i fornitori di servizi di telecomunicazioni può avere ampie conseguenze:

Costosi reclami dei clienti
Perdita della reputazione
Tempi di inattività in più sedi
Costosi consulenti per la diagnosi dei problemi
Costosa assistenza ai clienti
Ripristino di sistemi elettrici
Costi elevati per il ripristino (riparazione di danni, sostituzione di apparecchi ecc.)

Sanità e ospedali

Le strutture sanitarie si contraddistinguono per le più diverse utenze elettriche ed elettroniche, da computer, luci, apparecchi per il cibo, il lavaggio e il rifornimento di gas fino a dispositivi medici diagnostici altamente sensibili.

Questa varietà di carichi elettrici crea un ambiente in cui possono verificarsi sempre problemi con la qualità della rete. Le strutture sanitarie reagiscono in modo molto sensibile a problemi con la qualità della rete, in quanto anche il minimo tempo di fermo può compromettere la saluta di un paziente

Le sfide generali sono:

distorsioni di indicazione
blocco degli apparecchi
perdite di dati
compromissione delle procedure mediche
perdita di controllo e funzioni errate

Industria dei semiconduttori

Industria alimentare

Industria dei semiconduttori

L’industria dei semiconduttori comprende alcune delle applicazioni più esigenti nel settore del controllo del movimento. Una combinazione di esattezza esterna e precisione richiede una protezione delle prestazioni supercritica.

I costi per perdite di produzione, cattiva qualità, tempi di fermo e le conseguenze sul guadagno e sulla quota di mercato possono essere enormi per le fabbriche di semiconduttori che non sono sufficientemente protette contro eventi di corrente avversi.

Nell’industria dei semiconduttori vi sono più aree di produzione che richiedono un condizionamento della rete e una protezione per l’alimentazione di corrente, ad es. wafer e blocchi in silicio, chip di archiviazione, processori, sensori, apparecchi di potenza, display, diodi luminosi, elettronica e celle solari fotovoltaiche.

A causa dei severi requisiti, tutti questi processi si basano su un’alimentazione continua e pulita.

Industria alimentare

Nell’industria alimentare i disturbi all’alimentazione di corrente possono interrompere il funzionamento delle macchine di precisione impiegate nella produzione:

perdita di materiale
perdita di determinate unità di produzione
mancata consegna e spreco di più ore per ordinare e pulire gli impianti prima del riavvio
problemi di sporcizia
ritardi prolungati
I problemi di corrente nel funzionamento possono provocare costi milionari inutili e, ancor più grave, situazioni pericolose per la salute.

Nel settore dell’industria degli alimenti e delle bevande vi sono più segmenti che richiedono un condizionamento della rete e una protezione delle prestazioni, come ad es. i segmenti dei prodotti da forno e dolciari, delle bevande, dei prodotti del latte, degli oli da cucina, dei cereali, della carne, del pollame, dei frutti di mare, dello zucchero e dell’acquacoltura.

I produttori caseari devono ad esempio tracciare precisamente la temperatura del loro latte durante l’intero processo.

Pertanto, anche il minimo disturbo nella rete elettrica significa che un intero lotto del prezioso prodotto debba essere buttato se i sensori di temperatura si guastano.

Inoltre, ogni arresto inaspettato può provocare il deterioramento dei preziosi latticini che devono dunque essere buttati.

La perdita di tempi di produzione, mentre deve essere creato e sterilizzato nuovo latte, può costare molte ore di lavoro e tanti soldi.