Efficienza energetica nel settore TLC

articolo scritto da Rocco Cirillo, Energy Manager Fastweb e pubblicato sul n° 4/2017 della rivista di settore Gestione Energia. Scarica l’articolo in pdf

L’esperienza Fastweb nell’utilizzo degli Energy Performance Contract

Fastweb S.p.A., il più grande operatore alternativo di telecomunicazioni di rete fissa in Italia, è da anni molto attento ai temi ambientali con un percorso orientato verso una Green Company.

Con la sua funzione di Energy Management in questi anni ha intrapreso una serie di iniziative volte a promuovere l’efficienza energetica che si sono si sono concretizzate:

  1. Nella realizzazione di un Data Center TIER IV molto efficiente dal un punto di vista energetico (PUE di progetto < 1,25) e nel contempo ad alta disponibilità dal punto di vista impiantistico (Certificazione TIER IV Uptime Institute).
  2. Una serie di interventi di efficientamento energetico dei siti esistenti volti sia alla riduzione delle perdite elettriche che al miglioramento dell’efficienza del sistema di condizionamento;
  3. Nella scelta di tecnologie impiantistiche altamente performanti per la realizzazione delle nuove centrali TLC

Inoltre in sede ASSTEL, l’associazione di categoria delle TELCO, Fastweb partecipa in modo attivo ai tavoli tecnici con Enea sui temi correlati al D.Lgs. 194/2014, favorendo la creazione di una cultura dell’efficienza energetica nel settore TLC.

Centrali TLC (POP) e modello energetico

La centrale TCL, POP nella terminologia IP, può essere modellata come un sito al cui interno sono presenti apparati TLC (router, server, DWSB, SDH), che per il loro funzionamento hanno bisogno di essere alimentati senza soluzione di continuità e di essere adeguatamente condizionati in modo tale che la temperatura non superi determinati valori. La figura riporta un esempio di Centrale dove si sono evidenti le diverse strutture di fila che sono preposte a ospitare i rack dove verranno alloggiati gli apparati TLC. Diversamente dai Data Center, nelle centrali TLC sono spesso presenti rack mono fronte che non rendono implementabile il concetto di corridoio caldo/freddo tipico dei data center.

La figura 1 riporta la foto di una centrale TLC dove sono evidenti le strutture di file atte ad alloggiare gli apparati TLC; la presenza di telai N3 (220X60X30) impedisce di fatto l’implementazione del corridoio caldo/freddo tipico dei data center.

In linea generale è possibile affermare che un sito TLC è efficiente quando sono minimizzate le perdite elettriche e quando anche il sistema di condizionamento è performante.

Il principale indicatore dell’efficienza impiantistica per i Data Center, e per analogia anche per le centrali  TLC,  è il PUE (Power Usage Effectiveness) definito come il rapporto tra Total Facilty Energy e IT Equipment Energy.

Altro indicatore importante per misura l’efficienza globale del sistema di condizionamento è l’EER (Energy Efficiency Ratio) di sistema definito rapporto tra il carico termico da smaltire e l’energia elettrica assorbita dall’impianto di condizionamento ovvero il rapporto tra la Potenza Termica Smaltita e la Potenza Elettrica Assorbita.

La figura 2 riporta il modello energetico di una centrale TLC dove sono riportate in modo schematico le principali componenti impiantistiche
Intervento tecnico sito di Verona

Il POP di Verona è un sito realizzato da Fastweb nella prima fase di creazione della rete di Backbone Nazionale.

A seguito di un audit energetico si è riscontrato che tale sito presenta ampi margini di miglioramento della prestazione energetica e pertanto, sulla base degli indicatori sintetici PUE ed EER, si è proceduto alla valutazione degli interventi di efficientamento implementabili.

Le condizioni climatiche, la struttura dell’involucro e il contesto ubicativo erano variabili che deponevano a favore di un intervento di efficientamento dell’impianto di condizionamento tramite l’installazione di un sistema di free cooling diretto.

È utile puntualizzare che l’obiettivo dell’introduzione del freecoling diretto è aumentare in modo significativo  e di conseguenza migliorare il .

Visto che da un punto di vista tecnico economico il progetto era sostenibile, Fastweb si è posta il problema di come finanziare in prospettiva i vari progetti di efficientamento energetico che scaturivano dal processo di diagnosi energetica che la Società aveva già avviato. L’idea di ricorrere ai contratti EPC, Energy Performance Contract, è stata ritenuta una valida alternativa in quanto:

  1. non vengono sottratti fondi agli investimenti “core business”;
  2. il fornitore, con questa tipologia di contratti, è fortemente ingaggiato nel risultato di una prestazione complessa qual’è il miglioramento puntuale dell’efficienza energetica.

Samandel S.p.A., ESCo molto attiva nel settore dell’efficienza energetica, ha dimostrato di essere un valido partner nell’implementazione di questa tipologia di contratti. Dopo un’attenta valutazione dei dati energetici ed ambientali del sito ha redatto un progetto di intervento sul sistema di condizionamento prevedendo:

  1. l’introduzione del “free cooling diretto”;
  2. il miglioramento dell’aeraulica mediante l’utilizzo del controsoffitto come “corridoio caldo”;
  3. introduzione del Team-working per i CDZ, che prima erano in stand alone, con un sistema di controllo ad hoc.

L’ottimizzazione dell’aeraulica è stata realizzata utilizzando, dopo opportune modifiche, il controsoffitto come corridoio caldo. In basso sono riportate tre figure che riportano in modo schematico l’andamento dei flussi d’aria all’interno dell’involucro nelle diverse situazioni.

La Figura 3 mostra la situazione ante intervento dove l’aria segue un percorso non canalizzato
La Figura 4 mostra la situazione post intervento con temperatura esterna inferiore a 18 °C che permette di raffrescare il sito tramite il free cooling
La figura 5 mostra la situazione post intervento con temperatura esterna superiore a 18 °C dove grazie all’introduzione di un percorso canalizzato per il circolo dell’aria si migliora l’efficienza aeraulica del sito con conseguente miglioramento dell’efficienza globale del sistema di condizionamento EER
Modello Contrattuale

Per la corretta definizione del risparmio conseguito, è stato necessario costruire un modello energetico che tenesse conto di diverse variabili, tra cui la temperatura esterna che influenza l’efficacia del sistema di freecooling ed il consumo dei condizionatori durante i periodi più caldi. Il modello tiene quindi conto dei valori orari della temperatura esterna, che, nel caso in esame, sono stati forniti dall’Aeronautica Militare presente in zona con un proprio sito.

Altra variabile in grado di influenzare il risultato è il carico ICT, costantemente monitorato così come le perdite elettriche della SE e dell’UPS presente.

Il modello permette di normalizzare l’effetto di queste variabili (Carico ICT, temperatura esterna, perdite elettriche) restituendo una baseline riferimento; il valore del saving è ottenuto dalla differenza tra la baseline di riferimento e i consumi effettivi ovvero quelli riportati in bolletta.  Il contratto EnPC prevede che i costi di realizzazione e manutenzione dell’intervento di miglioramento energetico siano a carico di Samandel, a fronte del riconoscimento del 100% del saving generato calcolato mediante il modello sopra descritto per una durata di 3 anni: si è concordato per una soluzione first-out in modo che Fastweb possa poi disporre di unità nuove ed efficienti per un lungo periodo.

Risultati dell’intervento

Il progetto è stato implementato e, nei primi due anni di esercizio ha confermato il risultato atteso, arrivando ad una riduzione dei consumi energetici per la climatizzazione del 40%.

La Figura 6 evidenzia in modo sintetico i risultati su base annua conseguiti grazie all’intervento. È interessante osservare la modifica del profilo di consumo mensile del sito dove grazie all’efficientamento aeraulico si ottengono benefici anche nei mesi estivi dove, come noto, il free cooling non da alcun apporto.
Conclusioni

L’esperienza ha confermato la bontà del progetto che può essere considerata una classica azione di intervento di miglioramento dell’efficienza energetica nel settore TLC. Tale esperienza, che è già stata ripetuta su altri siti, ha portato Fastweb a sviluppare un piano di implementazione di tali interventi sui siti che presentano caratteristiche similari.

La possibilità di attuare tali interventi ricorrendo a uno strumento contrattuale quale l’Energy Performance Contract ha rappresentato un elemento innovativo nella strategia di finanziamento dei progetti di efficientamento energetico.

Altro fattore molto importante alla base del successo del progetto è la stretta collaborazione tra il Cliente e la ESCo che nella costruzione di un progetto EPC senz’altro è la base imprescindibile per l’ottenimento dei risultati attesi.