ITBO970411A1

ITBO970411A1 - Apparecchiatura ausiliaria di alimentazione elettrica.

Info

Publication number: ITBO970411A1
Application number: IT97BO000411A
Authority: IT
Inventors: Giulio Bargellini
Original assignee: Barcellini & C S P A G
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-04
Also published as: ITBO970411A0; EP0889571A2; IT1293230B1; EP0889571A3

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

APPARECCHIATURA AUSILIARIA DI ALIMENTAZIO-NE ELETTRICA.

Il presente trovato concerne una apparecchiatura ausiliaria di alimentazione elettrica che risulta utilizzabile, in particolare, per l'equipaggiamento di impianti elettrici locali collegati ad un rete di distribuzione o rete generale.

Cóme è noto, gli impianti elettrici locali sono collegati alla rete di distribuzione dell'energia tramite un dispositivo limitatore di potenza, solitamente di tipo magnetotermico, atto a limitare l'energia erogata nell’unità di tempo in base al contratto di fornitura.

In pratica, quando le utenze dell'impianto locale superano un valore prestabilito, il limitatore di potenza separa l'impianto locale dalla rete di distribuzione. In caso di sovraccarico, quindi, tutte le utenze allacciate all'impianto locale restano senza alimentazione.

Per cercare di limitare l'inconveniente sopra descritto, sono stati ideati dei dispositivi da disporre in corrispondenza delle prese di collegamento a utenze non primarie (in pratica, utenze ritenute non indispensabili). In caso di raggiungimento del valore limite di prelievo, tali dispositivi separano dall'impianto locale le utenze non primarie, riducendo di conseguenza il valore complessivo della potenza impegnata localmente.

Con dispositivi di tale tipo resta, comunque, la limitazione relativa alla potenza massima utilizzabile, poiché non risulta possibile incrementare la potenza prelevabile. In altre parole, allo stato attuale, l'aumento della potenza deve essere stabilito contrattualmente con l'ente fornitore ed in via continuativa, ovvero l'aumento di potenza non è attuabile solo in occasione di esigenze temporanee.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati con una apparecchiatura elettrica che, al sopraggiungere di un sovraccarico, provveda ad integrare la potenza mancante con una propria riserva accumulata da opportuni mezzi di accumulazione.

In pratica, con l'apparecchiatura in oggetto è possibile superare il valore determinato "da contratto" e su! quale è tarato il dispositivo limitatore che scollega l'impianto locale in corrispondenza dei sovraccarichi, grazie ad una integrazione di potenza fornita dai mezzi di accumulazione all'impianto locale in parallelo all'alimentazione da rete.

Un ulteriore vantaggio deriva dal fatto che il presente trovato può essere affiancato ad un dispositivo del tipo ad esclusione di prese non primarie per garantire l'alimentazione dell'impianto locale anche in caso di richiesta di potenza superiore a quella definita dalla somma del valore erogato dalla rete generale con la potenza erogata dai mezzi di accumulazione. In questo modo si ha una prima fase, nella quale il valore "da contratto" viene superato dalle utenze grazie all'intervento dei mezzi di accumulazione; successivamente, si ha una seconda fase, nella quale, approssimandosi il tetto definito dalla somma della potenza "da contratto" e del contributo dei mezzi di accumulazione, entra in azione il dispositivo di esclusione delle utenze non primarie, in modo da evitare, comunque, l'intervento del limitatore di potenza (magnetotermico). I dispositivi di esclusione delle utenze possono essere di tipo commerciale, ovvero già previsti sull’impianto.

Poiché i mezzi di accumulazione possono intervenire indipendentemente dal collegamento a rete e costituire una sorgente autonoma di energia, con il presente trovato è possibile, in pratica, un intervento da parte di mezzi di accumulazione in caso di un sovraccarico oppure in caso di assenza di erogazione (situazione cosiddetta di "black out"). Un ulteriore vantaggio è perciò rappresentato dalla riserva di energia utilizzabile in assenza di fornitura da rete.

L'apparecchiatura in oggetto, poiché agisce in parallelo alla rete di distribuzione, interviene immediatamente al verificarsi di assenza di erogazione e, quando lavora in combinazione con un dispositivo di esclusione come quello del tipo sopra descritto, può eseguire una selezione delle utenze primarie in assenza di alimentazione di rete.

Un ulteriore vantaggio del presente trovato deriva dalla possibilità di ricaricare i mezzi di accumulazione nelle fasce orarie di minor utilizzo. Questa caratteristica consente, in primo luogo, se utilizzato su larga scala, di rendere costante la richiesta di energia nell'arco della giornata, con conseguente diminuzione dei picchi che solitamente contraddistinguono le fasce orarie diurne, in particolare del mattino. Allo stesso tempo, in quei casi in cui l'ente erogatore applica tariffe differenziate secondo fasce orarie, è possibile un risparmio di tipo economico, utilizzando energia immagazzinata in fasce orarie a tariffazione ridotta.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra uno schema a blocchi relativo ad un possìbile esempio di realizzazione del presente trovato.

In figura 1 è stata contrassegnata con 1 una rete generale di distribuzione di energia elettrica, alla quale risulta collegato un impianto elettrico locale 2.

Sull'impianto locale 2 sono previste più utenze 3, rappresentate, come le altre parti descritte, solo schematicamente mediante blocchi funzionali.

Le utenze 3 possono essere costituite da apparecchiature di vario tipo, di tipo domestico o industriale, da mezzi di illuminazione, riscaldamento, ecc....

Tra la rete di distribuzione 1 e l'impianto locale 2 è previsto un limitatore di potenza 4, atto a interrompere il collegamento alla rete di distribuzione 1 in caso di superamento di un limite di potenza, generalmente stabilito dal contratto di fornitura, ovvero in corrispondenza di un sovraccarico.

In altre parole, quando la somma delle potenze richieste dalle varie utenze 3 supera il valore stabilito, il limitatore di potenza 4 isola l'impianto locale 2 dalla rete di distribuzione 1.

Il presente trovato prevede un'apparecchiatura ausiliaria di alimentazione che comprende mezzi di accumulazione di energia elettrica 5 costituiti, ad esempio, da batterie di accumulatori collegabili alla rete di distribuzione 1 per essere caricati.

In aggiunta all'alimentazione di rete, i mezzi di accumulazione di energia possono essere collegati a dispositivi traduttori di energia dì vario tipo in energia elettrica, quali, ad esempio, celle fotovoltaiche o altro, per essere opportunamente ricaricati. I trasduttori sono stati rappresentati con il blocco funzionale 10 in figura 1.

In definitiva, i mezzi di accumulazione 5 possono essere ricaricati tramite una opportuna fonte di energia che può essere costituita, ad esempio, dalla rete di distribuzione 1 oppure da trasduttori di energia 10, fotovoltaici o di altro tipo.

L'apparecchiatura in oggetto comprende altresì dei mezzi di misura 4' del consumo di energia sull'impianto locale 2. Tali mezzi di misura 4' possono essere conglobati al dispositivo limitatore 4, come nel disegno di figura 1 , oppure essere distinti dai dispositivo medesimo, in una soluzione non rappresentata, e che può essere anche di tipo commerciale.

Possono essere previsti anche dei mezzi di misura supplementari (schematicamente rappresentati in figura 1 da 4" ed inseriti nello stesso blocco funzionale di 4 e 4'), atti a verificare i valori di determinate grandezze fisiche rilevati in corrispondenza dei locali (appartamenti, uffici, magazzini, ecc.) sui quali è previsto l'impianto elettrico locale 2. In altre parole, può essere previsto di misurare delle grandezze quali, ad esempio, temperatura, luminosità, o altro, per degli scopi in seguito descritti.

Vi sono, inoltre, mezzi di collegamento 6 tra l'impianto locale 2 e i mezzi di accumulazione 5, atti a connettere i mezzi di accumulazione 5 all'impianto locale 2 medesimo.

In uso, allorquando i mezzi di misura 4' rilevano, da parte delle utenze 3, una richiesta di potenza che si approssima (che tende) al valore di sovraccarico, i mezzi di collegamento 6 collegano i mezzi di accumulazione 5 all'impianto locale 2. Il collegamento può avvenire anche in corrispondenza del mantenimento di un valore prossimo al sovraccarico per un tempo determinato. In questo modo, in parallelo all'alimentazione di rete, l'impianto locale 2 riceve una alimentazione ausiliaria in grado di incrementare il valore totale della potenza disponibile. I mezzi di collegamento 6 comprendono inoltre, opportuni mezzi di fasatura atti a regolare la fase dell'energia fornita dai mezzi di accumulazione 5 con i parametri presentati dalla corrente fornita dalla rete 1.

Ovviamente, l'incremento fornito dai mezzi di accumulazione 5 può esser variato in funzione delle caratteristiche dellimpianto e/o delle necessità degli utilizzatori cambiando di conseguenza la potenza e/o l'autonomia dei mezzi di accumulazione stessi.

L'apparecchiatura oggetto del trovato, come detto anche nella precedente parte della descrizione, può essere associata ad un dispositivo del tipo ad esclusione di prese non primarie. Tale dispositivo è stato rappresentato, in figura 1 , dai blocchi 7 disposti in corrispondenza di due delle utenze 3.

Un dispositivo di questo tipo comprende una pluralità di connessioni per prese 7 di corrente atte a distaccare l'utenza collegata al sopravvenire di un sovraccarico.

L'utilizzazione di un dispositivo di questo tipo, in combinazione con i mezzi di accumulazione 5, consente di distaccare le prese non prioritarie. In questo caso, quando i mezzi di misura 4' rilevano un valore che tende alla somma della potenza "da contratto" con la potenza ausiliaria dei mezzi di accumulazione 5, intervengono le prese 7. Le prese 7 costituiscono dei mezzi di scollegamento o limitazione automatici e, comandate ad esempio tramite onde convogliate utilizzando le linee dello stesso impianto locale 2, distaccano dall'impianto le utenze 3 ad esse collegate, o ne limitano l'energia erogabile.

Gli stessi mezzi di accumulazione 5, possono essere utilizzati anche in occasione di "black out", ovvero in mancanza di erogazione da parte della rete di distribuzione 1. Per tale modalità di esercizio, saranno previsti opportuni mezzi di misura della energia in entrata air'impianto locale 2, indicati nell'esempio sempre con il blocco 4'. I mezzi di misura 4' comandano i mezzi di collegamento 6 in modo da collegare opportunamente i mezzi di accumulazione 5 all'impianto locale 2 in assenza di alimentazione da rete.

In occasione del verificarsi di una situazione di "black out", i mezzi di misura supplementari 4" descritti in precedenza possono essere utilizzati per pilotare eventuali dispositivi limitatori-esclusori 7 in modo da stabilire la priorità di limitazione-esclusione in funzione dei valori rilevati. Ad esempio, l'apparecchiatura può prevedere di erogare meno potenza all'impianto di illuminazione (o di erogare solo in determinate stanze) quando i mezzi di misura supplementari 4" rilevano una luminosità superiore ad un certo valore. Alio stesso modo può essere stabilita una priorità nell'alimentazione di impianti di climatizzazione e/o riscaldamento correlata al rilevamento della temperatura o della umidità. Analogamente alla situazione di "black out", la gestione appena descritta delle utenze e/o delle linee di derivazione deirimpianto locale può essere attuata anche in corrispondenza dell'approssimarsi al valore di sovraccarico.

L'apparecchiatura oggetto del trovato può comprendere dei mezzi di temporizzazione 8 che, nell'esempio, risultano collegati ai mezzi di accumulazione 5 ed ai mezzi di collegamento 6.

In particolare, i mezzi di temporìzzazione 8 sono disposti ed agenti tra la rete di distribuzione 1 ed i mezzi di accumulazione 5: questo consente di determinare il periodo di carica dei mezzi di accumulazione 5. In altre parole, i mezzi di temporìzzazione consentono di programmare la ricarica dei mezzi di accumulazione 5 in una fascia oraria conveniente. La connessione tra i mezzi di temporizzazione 8 ed i mezzi di collegamento 6 rappresenta la possibilità di comandare il collegamento tra i mezzi di accumulazione 5 e l'impianto locale 2 in una fascia oraria prestabilita. Ad esempio, se la fascia oraria maggiormente utilizzata è quella diurna, in particolare relativa al mattino, l'apparecchiatura può consentire un immagazzinamento di energia durante la notte per erogare durante la fascia maggiormente utilizzata. Possono essere previsti, in abbinamento ai mezzi di accumulazione 5, dei mezzi rilevatori 9 dello stato di carica dei mezzi di accumulazione 5 stessi, atti a determinare, in base allo stato di carica rilevato, il collegamento con l'impianto locale 2. In pratica, il collegamento tra i mezzi di accumulazione 5 e l'impianto locale 2 è vincolabile sia ad una temporìzzazione che allo stato di autonomia dei mezzi di accumulazione, in modo da garantire, comunque, una riserva di energia per l'impianto.

In definitiva, l'impianto può prevedere dei mezzi di misura 4' in grado di valutare il valore della potenza richiesta dall'impianto locale 2 e della potenza erogata dalla rete 1, in modo da integrare la corrente di rete con i mezzi di accumulazione 5 in caso di avvicinamento ad una situazione di sovraccarico, oppure di sostituirsi alla corrente di rete in corrispondenza di assenza di alimentazione di rete. In altre parole, se non si rileva corrente in ingresso, a monte del dispositivo limitatore, l’apparecchiatura interviene come energia di riserva, in alternativa alla corrente di rete, mentre se si rileva una situazione di avvicinamento al sovraccarico, a valle del dispositivo suddetto, i mezzi di accumulazione vengono utilizzati in ausilio alla corrente di rete. Come detto, oltre alle caratteristiche appena dette, vi è la possibilità di immagazzinamento di energia con sua utilizzazione in periodi differenti.

In definitiva, vi è una logica dell'apparecchiatura, che può essere realizzata anche con dispositivi a microprocessore, in grado di "gestire” in modo dinamico il livello di priorità delle utenze e/o delle linee di derivazione dellimpianto in funzione delio stato dell'impianto locale (presenza o assenza di alimentazione di rete, prossimità del sovraccarico, ecc.).

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’àmbito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura ausiliaria di alimentazione elettrica utilizzabile, in particolare, in un impianto elettrico locale, collegato ad una rete di distribuzione tramite mezzi limitatori, atti a consentire l'erogazione di energia elettrica, nell'unità di tempo, fino ad un valore determinato; apparecchiatura caratterizzata dal fatto di essere provvista di mezzi di accumulazione di energia (5), collegabili a comando a detta rete di distribuzione (1) e/o ad altra fonte di energia (10) per essere caricati, e collegabili a detto impianto locale (2), in parallelo a detta rete di distribuzione (1), tramite mezzi di collegamento (6) attivabili a comando.
2. Apparecchiatura ausiliaria di alimentazione elettrica utilizzabile, in particolare, in un impianto elettrico locale, collegato ad una rete di distribuzione tramite mezzi limitatori, atti a consentire l'erogazione di energia elettrica, neH'unità di tempo, fino ad un valore determinato; apparecchiatura caraterizzata dal fato di essere provvista di mezzi di accumulazione di energia (5), collegabili a comando a detta rete di distribuzione (1) e/o ad altra fonte di energia (10) per essere caricati, e collegabili a detto impianto locale (2) tramite mezzi di collegamento (6) attivabili a comando; essendo previsti mezzi di misura (4*) della potenza richiesta da parte di utenze (3) collegate a detto impianto locale (2), atti ad attivare detti mezzi di collegamento (6), connettendo detti mezzi di accumulazione (5) a detto impianto locale (2), almeno in corrispondenza del rilevamento, da parte di detti mezzi di misura (4'), di un valore approssimantesi a detto vaiore determinato o il mantenimento di un valore prossimo a detto valore per un tempo determinato.
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che su detto impianto locale sono previsti mezzi automatici di distacco e/o limitazione (7), disposti in corrispondenza di utenze e/o linee di derivazione non prioritarie, e collegati a detti mezzi di misura (4'), in modo da scollegare da detto impianto locale (2) dette utenze e/o linee di derivazione non prioritarie, ovvero limitare la potenza fornita alle medesime, in corrispondenza del rilevamento, da parte di detti mezzi di misura (4'), di un valore approssimantesi alla somma di detto valore determinato con il valore di potenza fornito da detti mezzi di accumulazione (5).
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di essere provvista di mezzi di misura (4‘) del valore della corrente in ingresso da detta rete di distribuzione (1) in detto impianto locale (2), collegati a detti mezzi di collegamento (6) ed atti ad attivare questi ultimi in corrispondenza del rilevamento di un valore sostanzialmente prossimo allo zero, ovvero in assenza di erogazione di energia da parte della rete (1) medesima.
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che su detto impianto locale sono previsti mezzi automatici di distacco e/o limitazione (7), disposti in corrispondenza di utenze e/o linee di derivazione non prioritarie, e collegati a detti mezzi di misura (4'), in modo da scollegare da detto impianto locale (2) dette utenze e/o linee di derivazione non prioritarie, ovvero limitare la potenza fornita alle medesime, in corrispondenza del rilevamento di un valore sostanzialmente prossimo allo zero, ovvero in assenza di erogazione di energia da parte della rete (1) medesima.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di essere provvista di mezzi di temporizzazione (8) disposti tra detti mezzi di accumulazione (5) e detta rete di distribuzione (1), atti a consentire la ricarica di detti mezzi di accumulazione (5) in corrispondenza di fasce orarie prestabilite.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di essere provvista di mezzi di temporizzazione (8), disposti tra detti mezzi di accumulazione (5) e detta rete di distribuzione (1) e collegati a detti mezzi di collegamento (6), atti a consentire la ricarica di detti mezzi di accumulazione (5) in corrispondenza di una prima fascia oraria ed a connettere detti mezzi di accumulazione a detto impianto locale (2) in corrispondenza di altre fasce orarie, differenti dalla prima.
8. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi supplementari di misura (4"), atti a verificare i valori di determinate grandezze fìsiche rilevati in corrispondenza di ambienti relativi a detto impianto elettrico locale (2).
9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detta altra fonte di energia (10) comprende un trasduttore atto a trasformare in energia elettrica una energia di altro tipo.
10. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.