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 “Algieba” progetto di rete per lo sviluppo di una piattaforma di gestione dell’energia in ambito urbano
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“Algieba” progetto di rete per lo sviluppo di una piattaforma di gestione dell’energia in ambito urbano

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Alessandro Golfarelli, Romagna Innovazione

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  • 1. Ing. Alessandro Golfarelli Responsabile Area Tecnica Rinnova “Algieba” progetto di rete per lo sviluppo di una piattaforma di gestione dell’energia in ambito urbano “Ridurre i costi energetici in azienda: dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” Workshop 1
  • 2. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” RETE ALGIEBA  Adesione di un gruppo di imprese a un bando regionale «Gestione, monitoraggio, controllo dei flussi energetici e trasmissione dati delle smart grid»  Algieba --> Stella --> Energia  Progetto (attualmente in corso, fine prevista febbraio 2014) – Studio di fattibilitàrelativo ad una rete smart grid in contesto urbano, identificando e progettando i dispositivi hardware e i componenti software necessari a gestire e monitorare la rete in modo «smart» 2
  • 3. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” LA RETE ALGIEBA e RINNOVA Arredo urbano ed illuminazione Capofila Impiantistica,rinnovabili, nauticae buildingautomation Ricerca operativa, metodologiedi ottimizzazione su tematiche energetiche Automazione industriale Progettazione elettronica  Individuazione delle aziende  Supporto alla definizione del progetto  Coordinamento e gestione delle attività di progetto  Tutoraggio scientifico della rete 3
  • 4. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” CONTESTO GENERALE ed ATTIVITA’  Identificazionedi uno scenario di smart grid a partire dal sistema di Smart Lighting  Analisidi tecnologie e modalità operativeper la strutturazione della rete dello scenario individuato  Ricerca e analisidi soluzioni impiantistiche/di prodotto per la creazione di una smart grid di pubblicailluminazione  Definizionedi un protocollo sperimentale e di algoritmi a supporto dell’impianto nella gestione dell’energiaelettrica 4
  • 5. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” APPROCCIO METODOLOGICO RINNOVA Scouting • Analisi normativa • Ricerca casi di studio • Identificazione dei vincoli e delle caratteristiche della smart grid Scenario • Definizione del contesto • Analisi tecnologica sui componenti • Ipotesi di produzione • Ipotesi di consumo Architettura • Identificazione dei componenti • Ipotesi di modellazione della rete • Identificazione dei dispositivi di campo (es. inverter, accumulatori, ecc.) • Analisi architettura del sistema di gestione intelligente della rete 5
  • 6. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” SCENARIO APPLICATIVO Smart Park 6  Zone di consumo energia  Zone di produzione energia  Sistemi accumulo  Sistema di acquisizione energia da rete  Sistema di gestione energia «smart node»
  • 7. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” I COMPONENTI 7 Punti luce • Punti luce dotati di Smart Lighting System con programmazione oraria e sensoristica Utenze • Ristorante • Bar • Stazioni di ricarica • Giochi gonfiabili • Ecc.. Dispositivi di accumulo • Un dispositivo per zona • Dimensionati e progettati per garantire accumulo e successivo utilizzo di energia in eccesso Fonti di produzione • Impianto fotovoltaico • Turbine eoliche
  • 8. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” PROFILAZIONE DEI CONSUMI 8  Profilazione consumi per  elementi  fasce orarie  zone IPOTESI !!
  • 9. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” CONSUMO e PRODUZIONE 9  Ipotesi: consumi di un giorno medio tipo all’interno dell’anno (media dei consumi)  Fasce di consumo importanti dovute in particolar modo allo sfruttamento dell’area di ubicazione del ristorante e all’accensione dell’illuminazione del parco  Previsione produzione energia fotovoltaica: irraggiamento medio della zona della Romagna  Previsione produzione energia eolica: calcolata sulla base della campagna di acquisizione di un sito con ventosità sufficiente per l’utilizzo di turbine eoliche
  • 10. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” CONFRONTO CONSUMO/PRODUZIONE 10 Area ad alta produttività in cui è necessario gestire l’accumulo. Tale accumulo garantirebbe (stima): • la possibilità di riutilizzare nel momento più opportuno il 30% dell’energia prodotta • la possibilità di soddisfare il 15% del fabbisogno medio giornaliero estraendo l’energia dalle fonti di accumulo (senza acquisto) Profili medi giornalieri
  • 11. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” CONSIDERAZIONI ENERGETICHE 11  Il confronto consumo/produzione mostra che – esistono zone temporali (ore notturne) in cui si prevede consumo in assenza di produzione – esistono zone temporali (ore diurne centrali) in cui si prevede una maggior produzione rispetto al consumo  Diventafondamentale quindi gestire – prelievo dell’energia dall’esterno della rete in caso di produzione interna insufficiente (in tempo reale) – accumulo di energia in caso di produzione maggiore rispetto al fabbisogno (in tempo reale) – informare la rete delle capacità di «soddisfare» il fabbisogno energetico per limitare richieste (in un determinato arco temporale con un sistema previsionale)
  • 12. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” SISTEMA di GESTIONE Modellizzazione e schema logico 12  Area suddivisa in N zone  Uno storage per ogni zona  N entità logiche dette nodi zonali (uno per ogni zona) col compito di prelevare e cedere energia ai dispositivi associati alla propria zona  Il nodo zonale può prelevare e cedere energia verso gli altri nodi zonali della smart grid
  • 13. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” SISTEMA di GESTIONE Caratteristiche 13 Sistemadi gestione della rete • Consumi istantanei • Dati previsionali • Dati dei sensori di campo • Costodell’energia • … • Distribuzioneenergetica (decisione dei punti di prelievo) • Necessitàdi accumulo • Ottimizzazione del fabbisogno IN OUT  Real Time Rules Engine – Comprende al suo interno la definizionedelle regole di comportamentodella rete sulla base delle quali prendere decisioniin tempo reale. Le regole tengono conto dei profili energetici di consumo dell’interarete e del comportamentodei dispositiviin essa collocati(es. punti luce, panchine,ristorante, ecc.)  Ottimizzatore – Componentedecisionaleche effettua previsionisul comportamentodella rete e di alcuni parametri ad essa collegati(fattori metereologici,costi dell’energia, ecc.). In base a tali fattoriviene stabilitoil mix energetico ottimale in termini di cessione e prelievo dell’energia(es. quanta energia prelevare/cedereda rete nazionalee quantada accumulatoripresenti nella smart grid)
  • 14. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” SVILUPPI FUTURI 14  Sulla base del contesto applicativo e della modellizzazione proposta Progettare gli elementi di innovazione«smart» per i punti luce, in modo che oltre allagestione intelligentedel consumo siano anche strumenti di produzionedi energia e immissione della stessa in rete Progettare la rete (architettura)e i componentiche ne fanno parte (es. inverter, accumulatori,cabine, ecc.) in modo che possano garantirela bi-direzionalitàdel flusso energetico Sviluppare e approfondire la progettazione del nodo intelligente di gestione delle zone della rete, definendo e caratterizzando input e output di sistema e la metodologia di ottimizzazione delle informazioni scambiate
  • 15. “Ridurre i costi energetici inazienda:dagli scenari ai meccanismi di incentivazione” Grazie per l’attenzione Ing. Alessandro Golfarelli Responsabile Area Tecnica Rinnova alessandro.golfarelli@romagnainnovazione.it www.romagnainnovazione.org 15

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