La progettazione di un impianto elettrico in uno stabilimento industriale, la successiva realizzazione e la verifica (iniziale e periodica) sono, come per la maggior parte degli impianti elettrici, un’operazione complessa che coinvolge varie professionalità: progettista, installatore, verificatore e manutentore, ma non esclude il coinvolgimento di altre figure professionali necessarie per la corretta valutazione dei rischi specifici legati alle attività svolte.
Prima di procedere con la progettazione elettrica, infatti, è necessario reperire una serie di informazioni quali, ad esempio, la natura delle lavorazioni svolte e le relative durate, gli addetti coinvolti, i rischi specifici dovuti ai materiali in deposito e in lavorazione, la logistica. La conoscenza di questi parametri è fondamentale per determinare anzitutto il profilo del carico energetico necessario, tenendo conto anche degli apporti energetici che pervengono dai sistemi di produzione locale installati nelle superfici di pertinenza della struttura, sia degli eventuali accumuli elettrochimici installati (obbligatori o richiesti dalla committenza per la riduzione del fabbisogno energetico o per la cessione in rete).
La conoscenza del fabbisogno energetico è necessaria per l’applicazione delle condizioni economiche previste per la connessione degli utenti alla rete elettrica. Condizioni stabilite dall’ARERA con il Testo Integrato delle Connessioni (TIC) e con il Testo Integrato delle Connessioni Attive (TICA). In base a questi criteri è possibile individuare il livello di tensione di consegna e, quindi, le opere necessarie al collegamento dell’utenza alla rete elettrica. Come noto, infatti, qualora la potenza richiesta in connessione sia limitata a 100 kW, la connessione dell’utenza avverrà sulla rete di distribuzione di bassa tensione in accordo con le regole tecniche contenute nella Norma CEI 0-21. D
iversamente, per le connessioni alle reti elettriche di distribuzione con tensione nominale in corrente alternata superiore a 1 kV e fino a 150 kV si applicheranno le regole tecniche di connessione contenute nella Norma CEI 0-16, generalmente per potenza in prelievo fino a 10 MW. In particolare, per la connessione alle reti con tensione nominale superiore a 35 kV la Norma CEI 0-16 si applica esclusivamente alle connessioni in alta tensione in antenna da Cabina Primaria. Infine, per la connessione alla rete di trasmissione nazionale in alta tensione si applicano le prescrizioni contenute nel Codice di trasmissione, dispacciamento, sviluppo e sicurezza della rete (Codice di Rete). Per effetto delle disposizioni dell’ARERA, il rispetto delle prescrizioni contenute nelle regole tecniche di connessione è obbligatorio per la connessione degli utenti alla rete elettrica.
Tabella 1: Determinazione del livello di tensione per il collegamento alla rete elettrica.
Connessione in bassa tensione
La Norma CEI 0-21 (e in maniera speculare la Norma CEI 0-16) contiene al suo interno le informazioni necessarie per la determinazione degli spazi necessari al DSO (distributore) per effettuare il collegamento dell’impianto d’utenza alla rete di distribuzione. Contiene, inoltre, gli schemi tipici di collegamento utilizzati dal DSO in funzione della potenza richiesta e le apparecchiature necessarie. La figura 1 mostra lo schema tipico dell’impianto di rete per la connessione e le protezioni al punto di consegna.
Figura 1: Schema tipico dell’impianto di rete per la connessione.
Nel caso di un utente attivo, ovvero del collegamento alla rete elettrica di un impianto di produzione, la norma contiene anche le condizioni necessarie al funzionamento in parallelo dell’impianto e i servizi di rete richiesti, compreso il distacco da remoto in caso di azioni necessarie a garantire la sicurezza della rete elettrica.
In bassa tensione, queste condizioni sono determinate in funzione della potenza del sistema di produzione, prevedendo una semplificazione per gli impianti di potenza inferiore, ovvero fino a 11,08 W o fino a 800 W, comprendendo i sistemi Plug&Play ovvero i sistemi di produzione collegati all’impianto elettrico interno mediante circuito e presa elettrica dedicata.
Nella Tabella 1 si riportano, a titolo di esempio, le regolazioni del SPI richieste per un impianto di produzione con potenza nominale inferiore a 11,08 W.
Tabella 2: Regolazioni del SPI.
Nel caso degli utenti attivi, la norma contiene anche il Regolamento di esercizio e le verifiche previste per i singoli dispositivi.
Collegamento in media tensione
Analogamente a quanto prescritto dalla Norma CEI 0-21 per gli utenti connessi alla rete di distribuzione di bassa tensione, la Norma CEI 0-16 contiene le prescrizioni necessarie per la connessione degli utenti (passivi e attivi) alla rete di distribuzione di media tensione. La connessione alla rete prevede la necessità di realizzare un locale di consegna (cabina elettrica di consegna utente) in cui saranno installate le apparecchiature elettriche di proprietà del DSO necessarie alla realizzazione dell’impianto di connessione, un locale di misura dove saranno installati i misuratori di energia elettrica e i relativi riduttori di misura, e un locale utente dove verrà installato il dispositivo generale (DG). Gli schemi previsti sono due: impianto di utenza a un montante utente (caso generale) e impianto di utenza con due montanti MT dalla sbarra principale. Nel caso di un utente attivo, la norma prescrive le caratteristiche dei dispositivi (e delle regolazioni) necessari, secondo lo schema indicato in figura 2.
Figura 2: schema tipico di un utente attivo.
Anche in questo caso, la norma opera una semplificazione per gli impianti di produzione. In particolare, gli utenti in media tensione con potenza disponibile in prelievo fino a 400 kW hanno facoltà di derogare all’adeguamento del DG e della PG se sono rispettate le seguenti condizioni:
- IMS/IVOR/Interruttore equivalente e un Trasformatore MT/BT con P ≤ 400 kVA;
- connessione MT tra l’IMS/IVOR/Interruttore equivalente e il trasformatore MT/BT ≤ 20 m;
- effettuano la manutenzione ai sensi della Norma CEI 0-15/CEI 78-17.
In ogni caso, anche per gli utenti attivi connessi alla rete di distribuzione di media tensione, la Norma CEI 0-16 fissa i criteri necessari per il parallelo alla rete, la regolazione dell’energia reattiva (capability) e i servizi di rete da mettere a disposizione, compresa la funzione di distacco con comando da remoto in caso di attivazione dei servizi di regolazioni richiesti per la sicurezza del sistema elettrico (REGEDI).
Completano il fascicolo, il modello di Regolamento di Esercizio e gli allegati relativi alle prove da eseguire sui dispositivi utente.
Connessione alla rete di trasmissione nazionale
Le prescrizioni che devono essere rispettate per la connessione di un utente alla rete di trasmissione nazionale sono contenute nel Codice di trasmissione, dispacciamento, sviluppo e sicurezza della rete (Codice di Rete) emanato dalla società TERNA e approvato dall’ARERA.
Il Codice di Rete contiene, inoltre, alcuni allegati specifici che si applicano agli impianti di produzione connessi sulla rete di distribuzione, come, ad esempio:
- 68 “Centrali fotovoltaiche – Condizioni generali di connessione alle reti AT – Sistemi di protezione regolazione e controllo”;
- 70 “Regolazione tecnica dei requisiti di sistema della generazione distribuita”;
- 72 “Procedura per la Riduzione della Generazione Distribuita in condizione di emergenza del Sistema elettrico Nazionale – (RIGEDI)”.
Impianto elettrico
Nella valutazione delle azioni da compiere preliminarmente all’inizio della progettazione dell’impianto elettrico abbiamo posto l’attenzione all’aspetto relativo ai consumi energetici dello stabilimento industriale preoccupandoci prima di tutto degli aspetti relativi alla connessione alla rete elettrica. Il motivo era legato a due aspetti: determinare gli spazi necessari per le opere di connessione (cabina elettrica nel caso di connessione alla rete di distribuzione di media tensione) e i costi connessi (relativi al corrispettivo di connessione e ai tempi necessari per la connessione alla rete e ai costi diretti di acquisto delle strutture e dei dispositivi da installare nel punto di connessione).
Come abbiamo accennato, le informazioni tecniche possono essere reperite dalle regole tecniche di connessione ancor prima della richiesta di connessione al DSO. Allo stesso modo, possono essere facilmente calcolati i corrispettivi di connessione richiesti utilizzando le informazioni contenute nel TIC – Testo integrato delle Connessioni (Allegato C alla delibera 27 dicembre 2023, n. 616/2023/R/eel) e quelle contenute nel TICA – Testo integrato delle condizioni tecniche ed economiche per la connessione alla reti elettriche con obbligo di connessione di terzi degli impianti di produzione di energia elettrica (Allegato A alla Delibera 23 luglio 2008, ARG/elt 99/08).
Le Tabelle 2 e 3 riportano il costo previsto per una nuova connessione alle reti di distribuzione di bassa e media tensione di un utente passivo. Per determinare il corrispettivo di connessione è necessario conoscere il valore della potenza richiesta in connessione e la distanza dalla rete (indicata come distanza dalla cabina MT/BT di riferimento nel caso della bassa tensione e come distanza dalla cabina primaria AT/MT nel caso della media tensione). Quest’ultima informazione è facilmente reperibile – in prima approssimazione – direttamente sulle planimetrie online individuando la cabina più vicina (in servizio da almeno 5 anni, come indicato nelle targhe esterne apposte ai locali del DSO). Nel caso di connessione di un impianto di produzione (con o senza accumulo), il TICA fornisce i costi (le modalità e i tempi) necessari alla connessione dell’impianto in parallelo alla rete prendendo come riferimento la potenza immessa richiesta.
Tabella 3: corrispettivi per la connessione in bassa tensione
Tabella 4: corrispettivi per la connessione in media tensione
Inoltre, la richiesta di connessione prevede il pagamento di un anticipo dei contributi a garanzia delle attività di progettazione e sopralluogo a cura del DSO che sarà scontata dal contributo di allacciamento dovuto a seguito di esito positivo della richiesta, fissato in € 100,00 (+ IVA).
Risolto questo aspetto, che ha comunque un impatto per il committente (in termini di costi, tempi ed eventuali autorizzazioni), è bene iniziare la progettazione risolvendo altri due aspetti:
- Obbligo da assolvere in relazione all’attività svolta;
- Norma tecnica da applicare.
Obblighi legislativi
Come abbiamo accennato, in questi luoghi si applicano una serie di disposizioni legislative che possono impattare nelle attività elettriche. Il primo di questi è certamente il Testo unico della sicurezza e salute negli ambienti di lavoro (D.lgs. 81/2008) che impone al datore di lavoro la valutazione dei rischi presenti in azienda. Fra i rischi presenti possono esserci anche alcuni legati ai luoghi con pericolo di esplosione (presenza di polveri infiammabili o sostanze esplosive) per i quali di applicano le norme specifiche del CT 31 del CEI ed altri legati ad ambienti a maggior rischio in caso di incendio. Un aiuto in questa direzione è fornito dall’elenco delle attività soggette a controllo di prevenzione incendi secondo il DPR 151/2011. Altri obblighi derivano dall’applicazione del DPR 462/2011 relativo alla denuncia e alle verifiche periodiche degli “impianti elettrici di messa a terra” e dei “dispositivi di protezione contro le scariche atmosferiche”.
Norme applicabili
In relazione al livello della tensione di consegna, determinata in relazione alle regole tecniche di connessione, possiamo indicare quali sono le prescrizioni normative principali che si applicano all’impianto elettrico.
Iniziamo dal punto di consegna, al quale si applicano le prescrizioni contenute in:
- Norma CEI 0-21, in caso di connessione in bassa tensione (generalmente con tensioni pari a 230 V per le connessioni monofase fino a 6 kW e 400 V per le connessioni trifase fino a 100 kW);
- Norma CEI 0-16, in caso di connessione alle reti con tensione nominale superiore a 1 kV.
Nel caso di connessione in bassa tensione, pertanto, le prescrizioni di sicurezza da applicare all’impianto elettrico sono contenute nella Norma CEI 64-8 “Impianti elettrici a tensione nominale non superiore a 1.00 V in c.a. e a 1.500 V in c.c.”.
La norma contiene le prescrizioni generali che si applicano a tutti gli impianti elettrici di bassa tensione e le prescrizioni addizionali che si applicano agli ambienti e alle applicazioni particolari. Nel caso degli impianti industriali, la Parte 7 della Norma CEI 64-8 fornisce indicazioni utili a realizzare gli impianti elettrici nei locali contenenti bagni e docce (Sezione 701), negli ambienti a maggior rischio in caso di incendio (Sezione 751), per i sistemi fotovoltaici (Sezione 712) e per l’alimentazione dei veicoli elettrici (722), se presenti. A seconda delle prescrizioni contenute nel D.lgs. 81/08, inoltre, può essere necessario prevedere un locale dedicato a uso medico nei luoghi di lavoro a cui si applicano le prescrizioni contenute nella Sezione 710.
Nel caso di connessione in media tensione, per la connessione alla rete occorrerà prevedere una cabina di consegna in accordo con le prescrizioni contenute nella Norma CEI 0-16. In questo caso, pertanto, generalmente si applicano le prescrizioni contenute in:
- Norma CEI EN IEC 61936-1, per gli impianti elettrici con tensione superiore a 1 kV in c.a.;
- Norma CEI EN 50522, per gli impianti di terra degli impianti elettrici con tensione superiore a 1 kV in c.a.;
- Guida CEI 99-4, per l’esecuzione della cabina MT/BT;
- Norma CEI 78-17, per la manutenzione delle cabine MT/MT e MT/BT.
Agli impianti elettrici a valle della trasformazione MT/BT, si applicano le prescrizioni contenute nella Norma CEI 64-8 per i circuiti elettrici di bassa tensione.
Gestione dell’efficienza energetica
Come abbiamo cercato di mettere in evidenza, la progettazione, l’esecuzione e la verifica di un impianto elettrico industriale non solo coinvolgono il progettista, l’installatore e le figure professionali coinvolte nelle attività di verifica e manutenzione, ma è fortemente correlata alle informazioni fornite dal committente. Non solo. Occorre rispettare gli obblighi legislativi che si applicano a queste attività e le condizioni relative alla connessione alla rete (tensione di alimentazione). Inoltre, occorre tenere conto del contributo fornito dai sistemi di produzione di energia elettrica installati, dagli eventuali sistemi di accumulo presenti e dall’eventuale adesione a sistemi di autoconsumo diffuso. In particolare, secondo quanto indica la Norma CEI 64-8/8, i principi relativi al progetto che tengono conto della gestione dell’efficienza energetica sono:
- il profilo di carico;
- la disponibilità della produzione locale;
- la riduzione delle perdite di energia nell’impianto elettrico;
- la disposizione dei circuiti;
- la distribuzione nel tempo dell’utilizzo della potenza;
- la struttura tariffaria offerta dal fornitore di energia elettrica;
- la qualità del servizio e la prestazione dell’impianto elettrico.
Fra questi proviamo a focalizzarci su due aspetti: il profilo di carico, di cui abbiamo già parlato in apertura e la struttura tariffaria offerta dal fornitore di energia elettrica. Aspetto, quest’ultimo che apre allo sviluppo di nuove strategie legate alla bolletta energetica come la vendita dell’energia prodotta (cessione in rete) e la fornitura di servizi ancillari.
A proposito della struttura tariffaria, la norma (articolo 7.5.5. della Parte 8.1) ricorda che “dato che il costo (prezzo) dell’elettricità può variare in funzione del tempo e/o del periodo dell’anno, se ne deve tenere conto come parametro di influenza nell’ottimizzazione dell’impiego dell’energia elettrica”.
La norma ricorda, inoltre, l’opportunità di ottimizzare la domanda di potenza in funzione della disponibilità di ciascuna delle fonti disponibili: rete elettrica, produzione e accumulo di energia locali. Questo, non solo in termini energetici (minori perdite nella rete di distribuzione), ma anche per questioni economiche legate sia al contratto di fornitura sia, come dicevamo in precedenza, sulle partite relative alla produzione di energia elettrica. Sul fronte dell’immissione in rete (a meno dell’accumulo locale), è possibile agire con meccanismi amministrati di cessione dell’energia, come il regime di ritiro dedicato, con la vendita sul mercato libero (generalmente tramite la sottoscrizione di contratti bilaterali) oppure con la partecipazione all’autoconsumo diffuso. In ultimo, è possibile offrire servizi a garanzia della sicurezza del sistema elettrico partecipando al mercato dei servizi ancillari.
Conclusioni
Come abbiamo cercato di illustrare, per la realizzazione dell’impianto elettrico in una struttura industriale è necessario avere a disposizione una serie di informazioni preliminari funzionali alla stesura del progetto. Oltre agli aspetti energetici, però, non bisogna dimenticare anche l’impatto dei nuovi servizi che possono far parte di uno stabilimento produttivo. Questi comprendono la comunicazione elettronica, i sistemi di allarme intrusione, le applicazioni dell’IA con la necessità di installare un data-center. Nuove esigenze che vanno ad arricchire le informazioni necessarie per la corretta esecuzione di un impianto elettrico a regola d’arte.
(testo di Antonello Greco)
