Progetto di un impianto elettrico ospedaliero : studio di fattibilità di una distribuzione in corrente continua per l'alimentazione di luci a LED e impiego di supercondensatori come dispositivi di peak shaving

The main topic we want to deal with in this thesis work, beside the design aspect of the electrical plants according to the IEC, is the study of several innovative measures for electrical planning. Some of them could be applied to every electrical plant, whereas other ones are useful only for medical structures because referred to places where particular electro medical machines are installed. After sizing the lines, choosing the switching devices and coordinating them, we will analyze the benefits that could be obtained through the application of the following two expedients: the use of direct current and the use of peak shaving devices to solve the problem of the impulsive absorption of the diagnostic machines. For a society that takes care about cost savings and energy efficiency, the usage of direct current could be extremely helpful to achieve the goals thanks to the features linked to its nature and to the advantages it can offer both in the energetic and economic field. In order to prove these statements, during our work we will analyze a real case of direct current distribution and we will show that it offers more advantages than the alternative current distribution. However, some of these advantages cannot be actually achieved because of the poor diffusion of direct current. Another innovative aspect, but related only to medical places or to other places where we can find machines characterized by impulsive absorptions of energy, is treated in the last chapter. We will study an hypothetical use of ultracapacitors, that are devices characterized by high rate response and long life, for local power supply during the impulsive absorption of the electro medical machines. As this work will prove, such devices could offer outstanding advantages but the feasibility of this project depends on the type of plant we are dealing with and on its technical characteristics.

In questa tesi si vuole affrontare, oltre all’aspetto della progettazione degli impianti elettrici secondo quanto prescritto dalle norme CEI, lo studio di provvedimenti innovativi in campo di progettazione elettrica. Alcuni di essi potrebbero essere applicati a tutti gli impianti, altri riguardano strettamente gli ambienti medici in quanto riferiti ai locali in cui sono presenti particolari apparecchiature medicali. Oltre ai problemi legati al dimensionamento delle linee, la scelta dei dispositivi di protezione ed il loro coordinamento, sarà quindi affrontato lo studio mirato dei benefici che potrebbero derivare dall’applicazione dei seguenti accorgimenti: l’impiego della corrente continua e l’uso di dispositivi di peak shaving per far fronte al comportamento impulsivo dei macchinari di diagnostica. In una società come la nostra, sensibile al problema del risparmio e dell’efficienza energetica, l’uso della corrente continua potrebbe essere di grande aiuto per il perseguimento di tale obiettivo grazie alle caratteristiche dovute alla sua natura ed ai benefici che essa può dare sia dal punto di vista economico che energetico. Per dimostrare queste affermazioni, all’interno dell’elaborato sarà affrontato un caso reale di distribuzione in continua e ne risulterà che quest’ultima riesce a garantire dei vantaggi notevoli rispetto all’alternata. Tuttavia, questi vantaggi non possono essere sfruttati al massimo a causa della scarsa diffusione della corrente continua. Altro aspetto innovativo, ma stavolta legato ai soli ambienti ospedalieri o comunque ad ambienti in cui siano impiegati dispositivi caratterizzati da assorbimenti impulsivi di corrente, è quello trattato nell’ultimo capitolo. Sarà valutata l’ipotesi di impiegare i supercondensatori, dispositivi caratterizzati da notevoli prestazioni in termini di velocità di risposta e numero di cicli di vita, per la fornitura locale di energia caratterizzata da elevate potenze per tempi molto ridotti. Come si riscontrerà dallo sviluppo del lavoro, questo provvedimento può garantire notevoli vantaggi, ma la sua fattibilità è subordinata alla tipologia di caso in esame e alle caratteristiche tecniche dell’impianto considerato.