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Titolo: I numeri delle perdite elettriche e rifasamento a casa vostra

Ho notato leggendo che pare ci sia ancora qualche casa con il cavo 
montante da 2,5 mmq. E poi ogni tanto salta fuori l'argomento della 
potenza reattiva e degli apparecchi che fanno risparmiare.
 
Ecco qualche calcolo in materia. Supponiamo un appartamento in 
condominio e tanto per pigliare i piu', supponiamo si trovi al secondo 
piano. Ovviamente i contatori sono nello scantinato, quindi, tra qualche 
giravolta nella sala contatori per andare dal contatore al centralino e 
poi entrare nel montante, poi circa 10 metri per coprire il dislivello 
dal piano scantinato al secondo piano ed infine il percorso dal montante 
fino al centralino in appartamento, possiamo immaginare una tratta di 20 
metri dal contatore al centralino in casa.
 
La resistenza elettrica di 20 metri di cavetto di rame e':
 
2,5 mmq ---> 7,98 ohm/km ---> 7,98 mohm/mt ---> 159,6 mohm (20 mt)
4,0 mmq ---> 4,95 ohm/km ---> 4,95 mohm/mt --->  99,0 mohm (20 mt)
6,0 mmq ---> 3,30 ohm/km ---> 3,30 mohm/mt --->  66,0 mohm (20 mt)
 
Il cavetto da 2,5 mmq e' spacciato per una portata massima di 16 ampere 
e quindi in passato e' stato spesso usato per i contratti da 3 kW (che 
se il carico e' resistivo, significava a 220V una corrente di 13,6 
ampere). Ovviamente l'elettricista "tennico" dimenticava che il valore 
da considerare nella scelta di una linea elettrica non e' la portata dei 
cavi ma le perdite di energia (che fanno scendere di parecchio la 
portata limite, perche' un cavo che si scalda non e' un cavo buono).
Oggi la tensione e' aumentata a 230V, ma anche la potenza prelevabile 
(3,3 kW), quindi le cose sono peggiorate (14,3 ampere con carico resistivo).
 
Tenendo a mente che la potenza attiva e' data dalla relazione:
 
P = V I cos(fi) ---> I = P / [V cos (fi)] = P / [230 cos (fi)]
 
consideriamo tre casi di prelievo "continuo", in base a diversi fattori 
di potenza, il cos(fi) scritto anche semplicemente cosfi:
 
                        cosfi
       |   1,0     0,9     0,8     0,7     0,6
------+----------------------------------------
1 kW  |   4.3     4.8     5.4     6.2     7.2 ampere
2 kW  |   8.7     9.7    10.9    12.4    14.5 ampere
3 kW  |  13.0    14.5    16.3    18.6    21.7 ampere
 
Potete notare come al diminuire del cosfi, a parita' di potenza reale 
desiderata, aumenta la corrente necessaria. Per esempio, per fare 
passare 3 kW, con un cosfi=0,6 e' necessaria una corrente di 21,7 A (ed 
abbiamo superato il limite di portata termica del cavetto da 2,5 mmq).
 
La perdita sul cavo (che genera calore) vale:
 
S = R I^2 = R I I    (S sta per "spreco")
 
e per le tre diverse sezioni di cavi (lunghi 20 metri), otteniamo le 
seguenti tabelle di perdite (in watt):
 
                        cosfi
Cavo 2,5  1,0     0,9     0,8     0,7     0,6
-----------------------------------------------
1 kW   |  3.0     3.7     4.7     6.2     8.4 watt
2 kW   | 12.1    14.9    18.9    24.6    33.5 watt
3 kW   | 27.2    33.5    42.4    55.4    75.4 watt
 
                        cosfi
Cavo 4,0  1,0     0,9     0,8     0,7     0,6
-----------------------------------------------
1 kW   |  1.9     2.3     2.9     3.8     5.2 watt
2 kW   |  7.5     9.2    11.7    15.3    20.8 watt
3 kW   | 16.8    20.8    26.3    34.4    46.8 watt
 
                        cosfi
Cavo 6,0  1,0     0,9     0,8     0,7     0,6
-----------------------------------------------
1 kW   |  1.2     1.5     1.9     2.5     3.5 watt
2 kW   |  5.0     6.2     7.8    10.2    13.9 watt
3 kW   | 11.2    13.9    17.5    22.9    31.2 watt
 
A seconda del cavo che avete, usate la prima (2,5 mmq), la seconda (4,0 
mmq) o la terza tabella (6,0 mmq). Se per esempio avete un cavo da 2,5 
mmq e solo un carico resistivo, ad un assorbimento continuo di 1 kW 
corrisponde (prima riga, prima colonna, della prima tabella) un valore 
di 3 watt di perdita di potenza, ovvero ogni ora 3 W*h se ne vanno in 
calore. In un anno sono 8760 ore, quindi 26,4 kW*h/anno. Insomma, come 
uno standby. Se avete invece un cavo da 4 mmq, allora la potenza della 
perdita e' di 1,9 watt, quindi in un anno generate solo 16,4 kW*h di 
calore perso, con un risparmio di circa 10 kW*h. Se pagate la corrente 
20 centesimi al kW*h, l'avere un cavo da 4 mmq invece che di 2,5 mmq vi 
fa risparmiare 2 euro ogni anno nelle condizioni descritte.
 
Grosso modo, 20 metri di cavo di rame vi costano 2 euro se si tratta di 
2,5 mmq, 3 euro se si tratta di 4 mmq e 4,5 euro se si tratta di 6 mmq.
In altre parole, guardate quanto erano stupidi gli elettricisti che vi 
rifilavano un cavo da 2,5 mmq quando aumentando al sezione a 4 mmq 
sarebbe costato solo 3-2 = 1 euro in piu'. E per arrivare a 6 mmq 
sarebbe bastato aggiungere 4,5 - 2 = 2,5 euro. Oggi le norme CEI tolgono 
liberata' di decisione agli elettricisti, quindi sprechi del genere 
dovrebbero essere improbabili. Purtroppo per chi ha l'impianto vecchio 
con il cavetto da 2,5 mmq, se vuole incrementare, si ha da mettere in 
conto l'intervento di un elettricista (costo che non ci sarebbe stato se 
da subito l'elettricista avesse scelto una sezione da 6 mmq).
 
Anche se per fortuna spesso i carichi pesanti sono resistenze elettriche 
e quindi tendono a spingere il cosfi verso 1, oggi, tra lampadine 
elettroniche e computer e televisori e ricarica cellulari etc. che si 
vanno ad aggiungere ai motorini elettrici, abbiamo anche un certo carico 
reattivo. Credo che mediamente, con i tipici carichi domestici di una 
certa potenza (dal chilowatt in su globale) il cosfi che troverete sia 
intorno al 0,9 e quindi potremo limitarci alla seconda colonna delle 
tabella di cui sopra. Le altre colonne, fino al cosfi = 0,6 
consideratele solo come istruttive di cosa succede se avete un cosfi 
troppo basso con carichi elevati (a 3 kW con un cosfi=0,6 su cavo da 2,5 
mmq vi trovate un consumo delle perdite di 75W --> 661 kW*h all'anno 
buttati dalla finestra !!!). Ma nella realta' pratica in ambito 
domestico, prima di tutto e' improbabile che abbiate 3 kW di carico 
continuo, e poi che sia tutto cosi' reattivo da scendere, al livello di 
3000 watt, ad un cosfi di solo 0,6.
 
In ogni caso, e' evidente l'importanza di dare un occhiata al cosfi, 
almeno una volta all'anno, per verificare che i vostri nuovi acquisti 
non vi stiano buttando in zona spreco. Ed in ogni caso, notate come con 
il crescere della sezione del cavo, siete "graziati" nel caso di un 
cosfi troppo carente. Ad esempio, con un cavo da 6 mmq, il caso peggiore 
di 3000W a 0,6 di cosfi vi penalizza con "solo" 273 kW*h. (in confronto 
ai 661 kW*h del cavo di 2,5 mmq)
 
Ma andiamo ad utilizzi piu' "comuni". Prendiamo chi consuma 3000 
kW*h/anno. Se i suoi consumi fossero costanti, avrebbe un assorbimento 
costante di 3000/8760 = 0,342 kW = 342 watt e non ci sarebbero perdite 
elettriche degne di nota neanche con una sezione di solo 2,5 mmq.
 
Consideriamo l'ipotesi che uno usi lavatrice/phon/ferro da stiro, etc. 
in modo tale per cui ogni settimana, cumulativamente per 2 ore in tutto, 
abbia un assorbimento sostenuto di 2 kW di potenza. Con un cosfi di 0,9 
abbiamo sulla seconda riga di ogni tabella, questi tre valori di potenza 
di perdita (seconda colonna, seconda riga della rispettiva tabella):
 
2,5 mmq --> 14,9 watt
4,0 mmq -->  9,2 watt
6,0 mmq -->  6,2 watt
 
In un anno ci sono 52 settimane, quindi fanno 2 x 52 = 104 ore che a 2 
kW di potenza fanno 104 x 2 = 208 kW*h di energia corrispondente. Come 
potete vedere, questo utilizzo di 2 kW di potenza per queste poche ore 
settimanali non pesa molto sul bilancio totale di 3000 kW*h consumati 
all'anno. Ma guardate cosa succede sul fronte delle perdite. Sotto i 1 
kW di potenza non ho indicato valori perche' si va a finire sotto il 
watt di dispersione anche con 2,5 mmq (e verso decimi di watt per 
sezioni maggiori), quindi consideriamo che 2800 kW*h consumati in modo 
"moderato" (a bassa potenza) non risentano della differenza di sezione 
dei cavi. Invece si e' penalizzati quando si hanno picchi di consumi:
 
2,5 mmq --> 14,9 watt x 104 ore = 1549 W*h --> 1,5 kW*h --> 30 cent
4,0 mmq -->  9,2 watt x 104 ore =  961 W*h --> 1 kW*h --> 20 cent
6,0 mmq -->  6,2 watt x 104 ore =  641 W*h --> 0,64 kW*h --> 13 cent
 
Come potete vedere, non sono valori importanti, ma si tratta del caso di 
consumatori "morigerati", che assorbono 2000 watt solo per il tempo 
necessario per la lavatrice/ferro da stiro/phon, etc.
Un consumatore del genere puo' tranquillamente convivere con un montante 
elettrico di 2,5 mmq di sezione, perche' si trova solo 10 centesimi di 
energia elettrica sprecata ogni anno (17 centesimi se fa il paragone con 
metterci un cavo da 6 mmq).
 
Ma se nei vostri 3000 kW*h annui ci sta anche il peccato invernale di un 
ora ogni giorno di una stufetta elettrica da 2000 kW per riscaldare il 
bagno, ed un consumo di base sostenuto per cui quando attaccate la 
lavatrice non vi fermate a 2000 watt, ma salite a 3000 watt, allora le 
ore "sforando la media" possono salire a 3 per settimana (52x3 = 156 a 
settimana e la nostra scelta si basa su:
 
2,5 mmq --> 33,5 watt x 156 ore = 5229 W*h --> 5,2 kW*h --> €1,04
4,0 mmq --> 20,8 watt x 156 ore = 3244 W*h --> 3,2 kW*h --> €0,65
6,0 mmq --> 13,9 watt x 156 ore = 2163 W*h --> 2,2 kW*h --> €0,43
 
e con un risparmio fino a €0,6 un cavetto da 6 mmq si ripaga in 5-6 
anni. Notare che in queso caso i consumi ad alta potenza comulano a solo 
3 x 156 = 468 kW*h e quindi il grosso dei consumi, pari a 2532 kW*h e' 
ancora su un basso assorbimento medio (e quindi perdite irrisorie). 
Cioe' per cominciare a contare "decine di centesimi" di differenza, non 
e' stato necessario ipotizzare grossi consumi ad alta potenza 
(nell'esempio, sono meno di 500 kW*h). Questo avviene perche' l'aumento 
di potenza spinge in su le perdite con legge quadratica.
 
Le informazioni di questo messaggio servono principalmente a chi sta 
pensando di installare pompe di calore e staccarsi dal gas. Il vostro 
elettricista, se avete gia' un 4 mmq, potrebbe dirvi che bastano ed 
avanzano, ma in realta', se state rifaccendo i cavi, avete tutto 
l'interesse a cambiare il montante e passare a 6 mm2 anche se il vostro 
contatore resta da 3 kW di potenza.
 
In ogni caso, pensavo peggio, a fronte degli aumenti delle tariffe 
elettriche. Ma voglio evidenziare come forti variazioni delle tariffe 
elettriche possono avere riflessi anche su considerazioni che a prima 
vista non sembrano di rilievo. Dovremo aspettare che l'elettricita' 
arrivi a 1 euro/kW*h prima di preoccuparci ulteriormente.

meno male che ho studiato elettrotecnica I , altrimenti mica capivo il tuo 
post tecnico 
 

 mmq.
 
Temo che il prezzo sia pesantemente sottostimato: al Bricoman, occhieggio 
matasse da 100 mt da 1,5 mmq (1,5!) che ormai hanno superato 
abbondantemente i 10 euro (un paio d'anni fa, viaggiavano a 9 euro... 
altro che CCT!).
Peggio: sono matasse monofilari: occorre moltiplicare per tre, questo 
costo.
 
 
Fabrizio
 
 

 anni.
 
7-8 anni considerando il prezzo aggiornato.
 
Raddoppiando il prezzo del cavo, ma raddoppiando anche la quantita' di
energia dispersa (sono 20+20 metri che la corrente deve percorrere), la
proporzione rimane, una volta corretto i prezzi dei cavi.


 tuo post tecnico
 
L'intervento infatti e' tecnico, ed a parte per la conclusione, vuole
dare uno spunto di riflessione sul come si prendono anche decisioni. Ed
e' stato utile per evidenziare un errore (il considerare un cavo solo).