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Tesi etd-11062017-111644


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BONANNI, LEONARDO
email address
leo.bonanni1@gmail.com
URN
etd-11062017-111644
Title
Dimensionamento ottimo di sistemi per l'alimentazione elettrica di cantieri edili.
Struttura
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRICA
Commissione
relatore Giglioli, Romano
Parole chiave
  • ottimizzazione
Data inizio appello
27/11/2017;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Il cantiere edile ha origini antichissime e nasce con la necessità dell’uomo di crearsi un riparo. L’approvvigionamento, l’accumulo e la lavorazione dei materiali prelevati dalla natura per costruire un rifugio, sono i primi passi della sua formazione. Già a partire dagli antichi egizi, osservando le monumentali opere da loro costruite, si hanno i primi spettacolari esempi di organizzazione del “cantiere”. Proseguendo poi con i Romani e con l’epoca Medioevale si può osservare un continuo sviluppo dei processi di lavorazione delle materie prime, atti alla costruzione di un prodotto finito utile alla comunità.<br><br>L’elemento dominante del cantiere di costruzione è infatti il processo di trasformazione dei materiali attraverso azioni orientate e finalizzate alla costruzione di “fabbricati”, cioè prodotti finiti che possono essere stati commissionati da singoli soggetti o da più persone. Considerando la definizione di Fabbrica/Industria, cioè quel luogo dove tradizionalmente avviene la trasformazione fisica dei materiali, attraverso un processo manifatturiero, al fine di svolgere delle attività atte alla produzione di un bene o un servizio, è possibile considerare un cantiere come una tipologia particolare di “fabbrica”.<br><br>Nella storia l’industria è stata sempre caratterizzata da enormi e repentini sviluppi, sia per quanto riguarda i processi produttivi sia dal punto di vista tecnologico.<br>Basta pensare alla crescita avvenuta con la prima rivoluzione industriale o al progresso dell’industria siderurgica sviluppatosi in concomitanza alla Prima e Seconda guerra mondiale; fino ad arrivare ad oggi, dove grazie alla crescita dell’automazione, ad un apporto maggiore di sistemi informatici e a una meccanizzazione sempre più presente, l’industria ha raggiunto un notevole sviluppo. <br>Queste innovazioni introdotte recentemente stanno consentendo una maggiore efficienza dei processi, tempistiche ridotte e vantaggi economici sia in fase di lavorazione del bene sia in fase di vendita; inoltre si ha un accrescimento qualitativo del prodotto, delle condizioni di lavoro e della sicurezza degli operatori.<br><br><br><br>L’edilizia, invece, ha subito lenti processi evolutivi, in quanto è stata sempre caratterizzata da un’alta presenza di forza lavoro e poca meccanizzazione; questo ha portato a degli sviluppi tecnologici, ma non in ugual misura rispetto alle altre tipologie di industrie.<br><br>Per questo motivo il cantiere è il luogo dove possiamo trovare contemporaneamente modernità e tradizione, dove l’innovazione e le tecnologie più avanzate incontrano modalità esecutive e strumenti presenti da secoli. <br>Caratterizzato da processi produttivi e da un insieme di attività, organizzate e scandite in specifiche fasi, che portano a considerare il cantiere edile un ambiente di lavoro complesso e con elevata incertezza.<br>Complessità che, assieme alla durata limitata nel tempo e allo spazio di lavoro ben confinato nel luogo di costruzione dell’edificio/opera, delinea lo scenario che si presenta nel momento in cui si vuol prendere in analisi tale tipologia di “fabbrica”.<br><br>Sono proprio tali fattori che lo rendono un prodotto meritevole di attenzione nella logica di evoluzione tecnologica e organizzativa del panorama produttivo di riferimento. <br>Si può infatti pensare di apportare lo stesso processo di modernizzazione avvenuto già nelle altre tipologie di industrie, così da ottenere gli stessi miglioramenti e vantaggi economici riscontrati.<br><br>Studi e approfondimenti possono essere sviluppati in vari ambiti sia produttivi che di gestione delle attività lavorative del cantiere. Un settore che può essere degno d’analisi è quello riguardante la fornitura energetica.<br><br>Fino ad oggi sono state infatti mantenute le stesse tipologie di fonti energetiche e gestite con i medesimi criteri, non curandosi dello scenario in cui il cantiere sarà posto. <br>Infatti, l’ottimizzazione della produzione energetica può dipendere da vari fattori come: posizionamento della struttura di lavoro, tipologia di cantiere, tipo di alimentazione usata e di utilizzatori installati.<br>Ad esempio, l’utilizzo di un carico come un sistema di sollevamento può comportare un assorbimento di potenza ingente per un breve periodo di tempo, con conseguente richiesta di energia limitata. <br><br>Questo tipo di utilizzatore rispecchia la gestione e l’assorbimento energetico presente in un usuale cantiere edile, dove l’andamento del carico giornaliero risulta essere molto variabile, ma mantiene alcune caratteristiche che possono essere riscontrate anche variando la sua tipologia.<br>Tali peculiarità sono grandi quantità di potenze richieste, ma assorbimenti energetici relativamente bassi.<br><br>Per questo motivo può essere opportuno intraprendere lo studio di nuovi metodi di gestione delle fonti energetiche già usualmente utilizzate; ad esempio organizzare e migliorare l’alimentazione del cantiere in presenza della sola rete elettrica o con l’aggiunta di un gruppo elettrogeno.<br>In alternativa si possono valutare delle nuove tipologie di power energetico, come ad esempio l’utilizzo della rete affiancata ad un accumulo elettrochimico, così da analizzare le differenze tra tale scelta e un’alimentazione canonica.<br><br>Il presente elaborato si pone come obiettivo quello di dare delle direttive decisionali, con scelte di tipo economico, per l’individuazione del power energetico ottimale, secondo la tipologia del cantiere da implementare. Verranno analizzati e confrontati tra loro i risultati ottenuti attraverso il dimensionamento ottimo della fornitura elettrica per l’alimentazione di un ipotetico cantiere, utilizzando principalmente due tipologie di power diverse.<br><br>Come prima tipologia di mix energetico sarà considerata la rete elettrica in concomitanza a un gruppo elettrogeno, così da valutare una tipologia di alimentazione già largamente utilizzata.<br>In un secondo momento sarà usata ancora la rete elettrica come fonte primaria, ma con l’aggiunta di un accumulo elettrochimico al posto dell’alternatore. In questo caso l’obiettivo è quello di analizzare un nuovo sistema energetico, che si sta affermando grazie all’utilizzo dei sempre più performanti storage elettrici. <br>
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