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EFFICITY - Sviluppo di strategie di gestione ottimale di reti complesse di distribuzione dell'energia

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Presentazione delle attività di ricerca sviluppate nell'ambito del progetto Efficity

Il progetto sta sviluppando una piattaforma software per l’ottimizzazione del progetto, della gestione e del controllo di sistemi e di reti energetiche intelligenti, sia convenzionali sia integrate con fonti rinnovabili, a servizio di distretti urbani ed edifici pubblici/commerciali. L’obiettivo principale è ridurre i consumi energetici, le emissioni di CO2 ed i costi, sfruttando le informazioni rese disponibili dai moderni sistemi di monitoraggio e utilizzando avanzati algoritmi di ottimizzazione ed intelligenza artificiale.

Principali filiere coinvolte: Edilizio, Fornitura di energia elettrica, gas, vapore e servizi energetici, Costruzione di edifici, Ingegneria civile, Lavori di costruzione specializzati, Software, Smart city, Servizi, IT

Sito web del progetto: www.efficity-project.it

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EFFICITY - Sviluppo di strategie di gestione ottimale di reti complesse di distribuzione dell'energia

  1. 1. KEY ENERGY-ECOMONDO – Fiera di Rimini, 8 novembre 2018 Progetto Efficity (Bando Regione Emilia-Romagna DGR 1097/2015 - POR-FESR 2014-2020) Progettare la città sostenibile: distretti energetici intelligenti e digitalizzazione Sviluppo di algoritmi di gestione di reti complesse di distribuzione dell’energia Francesco Melino – CIRI FRAME, Università di Bologna
  2. 2. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITY 2 Indice della presentazione 1. Reti complesse di distribuzione dell’energia 2. Algoritmo per il controllo (real-time) ottimale di reti complesse di distribuzione dell’energia A. Calcolo termo-fluidodinamico B. Calcolo sistemi energetici (AG) 3. Caso applicativo: Rete Corticella
  3. 3. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITY 3 Reti complesse di distribuzione dell’energia Thermal Power Plant Hydraulic Power Plant Wind PhotovoltaicThermal storage Distributed photovoltaic and thermal panels +– Electric storage Natural Gas Networg Auxiliary boiler District Heating/ Cooling Network Heat pump CHP units NATURAL GAS ELECTRICAL ENERGY THERMAL ENERGY COOLING ENERGY Absorption and compression chillers Biomass boiler BIOMASS BIO National Electrical Grid Thermal Power Plant (CHP application)
  4. 4. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITY 4 Reti complesse di distribuzione dell’energia
  5. 5. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITY 5 Reti complesse di distribuzione dell’energia
  6. 6. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITY 6 3-CENTO – Complex Energy Networks Tool Optimizer • Calcolo delle prestazioni ed ottimizzazione di una rete complessa di distribuzione dell’energia:  Elettrica;  Termica (Frigorifera);  del Combustibile. • Calcolo «real time»  Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN);  Regolazione DHN (DCN);  Allocazione del carico;  Scambi elettrici con la rete (o isola);  Annullamento dispersioni termiche. • Ottimizzazione:  Economica  Energetica (Ambientale)  Energetica/Economica
  7. 7. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 7 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) DHN NODES definition DHN PIPES definition DHN SOURCES definition PUMPS INPUT DHN USERS definition NETWORK GEOMETRY implementation NODES INPUT PIPES INPUT USERS INPUT OPERATIONAL PARAMETERS definition SOURCE INPUT MASS FLOW RATE AND PRESSURES calculation TEMPERATURES calculation UTILITIES FITTING TEXT OUTPUT GRAPH OUTPUT THERMAL DISSIPATIONS calculation PUMPING CONSUMPTION calculation 1 5 4 2 3 6 INPUT SORGENTI 1. NETWORK GEOMETRY IMPLEMENTATION 4. GEOMETRY AND OPERATIONAL PARAMETERS ELABORATION 2. NETWOR K INPUT 3. USERS DEFINITION 5. CALCULATION 6. OUTPUT WRITING • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate.
  8. 8. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 8 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate. 1 2 p12 3 4 p23 p24 5 6 p45 p46 (q3) (q4) (q6) pij = ramo da nodo i a nodo j qi = carico termico nodo (user) i NN = numero nodi NR = numero rami Per ogni ramo: 1 - BILANCIO DI ENERGIA (dove Hi and Hj contenuto energetico del fluido nel nodo i e j)  densità v velocità L lunghezza ramo D diametro ramo f drag coefficient (Darcy coefficient)  coeff. Perdite carico connc. Darcy-Weisbach equation: ∆𝐻 𝑝𝑖𝑗 − 𝐻𝑖 − 𝐻𝑗 = 0 ∆𝐻 = ∆𝐻 𝑑𝑖𝑠 + ∆𝐻𝑐𝑜𝑛=𝑓 𝐿 𝐷 𝜌 𝑣 2 + 𝛽𝜌 𝑣2 2 Per ogni nodo: 2 - BILANCIO DI MASSA (tra portata in ingresso, in uscita e richiesta dall’utenza) 𝑄𝐼𝑁 𝐼𝑁 − 𝑄 𝑂𝑈𝑇 𝑂𝑈𝑇 − 𝑞 𝑈 𝑈 = 0
  9. 9. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 9 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate. 1 2 p12 3 4 p23 p24 5 6 p45 p46 (q3) (q4) (q6) pij = ramo da nodo i a nodo j qi = carico termico nodo (user) i NN = numero nodi NR = numero rami Sistema di (NN + NP) equazioni nelle incognite Q ed H       0),( 0),( 21 1211 qQAHQF HAQAHQF Q P Risoluzione iterativa con il metodo di Newton-Raphson      NNNRA NRNNA NRNRA    12 21 11 In particolare: A21 matrice topologica. Le righe della matrice rappresentano i nodi della rete, le colonne sono rappresentative dei rami. Il generico termine di A21(i,j) assume valore 1 se la generica portata qj che attraversa il ramo j è entrante nel nodo i ovvero il nodo i è a valle del ramo j, -1 nel caso contrario, 0 se non esiste connessione tra il nodo i ed il ramo j. A12 trasposta della matrice topologica A11 matrice diagonale, con i termini non nulli definiti come segue:     j j j Pj Q H Q F jjA NRNRA  D      ,11 11
  10. 10. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 10 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate. Geometry of DHN Users Input Sources Input Definition of matrices: A11 ; A12; A21 First Attemp Values of H(m=1) and Q(m=1) Todini – Pilati Algorithm DH(m) ,DQ(m) < 10-9 Calculation of : DH(m) , DQ(m) H(m+1) = H(m) + DH(m) Q(m+1) = Q(m) + DQ(m) m = m+1 N Y Pipe Thermal Calculation Pipe Parameters Text Output Graphical Output
  11. 11. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 11 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate.
  12. 12. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 12 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate. 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Efficienza[%] Prevalenza[bar] Portata in massa [kg/s] Punto di design 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 1819 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 33 34 35 3637 3839 4041 42 43 44 45 4647 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 6162 68 64 65 66 67 63 69 70 71 72 73 74 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 24 25 26 2728 29 3032 31 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 Percorso critico #1 Percorso critico #2
  13. 13. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 13 Calcolo fluidodinamico DHN (o DCN) • Algoritmo di Todini-Pilati  nessun limite dimensioni e complessità rete di distribuzione termica (frigorifera);  risoluzione idraulica (portate e pressioni). • Strategie di regolazione  portata costante;  DT costante;  mista. • Gestione gruppo pompaggio:  centrale;  pompe di rilancio • Ottimizzazione:  distribuzione pressioni;  distribuzione portate.
  14. 14. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 14 Calcolo sistemi energetici (AG) • Algoritmo Genetico  Fitness Function  ottimo economico  ottimo energetico (ambientale)  ottimo energetico/economico • Operazioni genetiche  nuova generazione (25%);  crossover (one point or two point);  selezione (metodo roulette);  mutazione (non impiegata). • Input:  caratteristiche sistemi;  scenario tariffario • Output:  allocazione ottimale del carico;  risultati economici. WIND PRIME MOVERS (PM) AUXILIARY BOILERS (AB) UTILITIES (U) ELECTRIC GRID NATURAL GAS ELECTRICAL ENERGY THERMAL ENERGY NATURAL GAS NETWORK SOLAR THERMAL (RGt) PV PANELS CH4 + – EL STORAGE (ES) TH STORAGE (TS) ABS CHILLER (AC) COMP CHILLER (CC) COOLING ENERGY HEAT PUMP (HP) EL RENEWABLE GEN (RGe)
  15. 15. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 15 Calcolo sistemi energetici (AG) • Algoritmo Genetico  Fitness Function  ottimo economico  ottimo energetico (ambientale)  ottimo energetico/economico • Operazioni genetiche  nuova generazione (25%);  crossover (one point or two point);  selezione (metodo roulette);  mutazione (non impiegata). • Input:  caratteristiche sistemi;  scenario tariffario • Output:  allocazione ottimale del carico;  risultati economici. 𝐹𝐹 = 𝐶𝜆 + 𝐶 𝑀 + 𝐶 𝐸 + 𝐶 𝐹 dove: 𝐶𝜆 costo totale del combustibile; 𝐶 𝑀 costo totale di manutenzione; 𝐶 𝐸 costo totale acquisto energia elettrica; 𝐶 𝐹 costo fittizi. 𝐶𝜆 = 𝑓𝜆,𝑖 𝑃𝑀 𝐿 𝑃𝑀,𝑖 𝑛 𝑃𝑀 𝑖=1 + 𝑓𝜆,𝑖 𝐴𝐵 𝐿 𝐴𝐵,𝑖 𝑛 𝐴𝐵 𝑖=1 ∙ 𝜆 𝑓𝑢𝑒𝑙 + 𝑓𝜆,𝑖 𝐵𝐵 𝐿 𝐵𝐵,𝑖 ∙ 𝜆 𝑏𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠 𝑛 𝐵𝐵 𝑖=1 𝐶 𝑀 = 𝑃𝐸𝐿,𝑖 ∙ 𝜇 𝐸𝐿,𝑖 𝑛 𝑃𝑀+𝑛 𝑅𝐺𝑒 𝑖=1 + 𝑃 𝑇𝐻,𝑖 ∙ 𝜇 𝑇𝐻,𝑖 𝑛 𝑅𝐺𝑡+𝑛 𝐴𝐵+𝑛 𝐵𝐵+𝑛 𝐻𝑃 𝑖=1 + 𝑃𝐹𝑅,𝑖 ∙ 𝜇 𝐹𝑅,𝑖 𝑛 𝐶𝐶+𝑛 𝐴𝐶 𝑖=1 𝐶 𝐸 = 𝑃𝐸𝐿,𝑃 ∙ 𝜉 𝐸𝐿,𝑃 essendo: 𝑃𝑖 = 𝑓 𝐿𝑖 . 𝑃𝐸𝐿,𝑃 = 𝑃𝐸𝐿,𝑖 𝑈𝑛 𝑈 𝑖=1 + 𝑃 𝐹𝑅,𝑖 𝐶𝐶 𝑓𝐸𝐸𝑅,𝑖 𝐶𝐶 𝐿 𝐶𝐶,𝑖 𝑛 𝐶𝐶 𝑖=1 + 𝑃 𝑇𝐻,𝑖 𝐻𝑃 𝑓𝐶𝑂𝑃,𝑖 𝐻𝑃 𝐿 𝐻𝑃,𝑖 𝑛 𝐻𝑃 𝑖=1 − 𝑓𝐸𝐿,𝑖 𝑅𝐺𝑒 𝐿 𝑅𝐺𝑒,𝑖 𝑛 𝑅𝐺𝑒 𝑖=1 − 𝑓𝐸𝐿,𝑖 𝑃𝑀 𝐿 𝑃𝑀,𝑖 𝑛 𝑃𝑀 𝑖=1 − 𝑃𝐸𝐿,𝑖 𝐸𝑆𝑛 𝐸𝑆 𝑖=1 essendo: 𝐶 𝐹 = 𝑄 𝑑𝑖𝑠𝑝,𝑖 𝜂 𝐴𝐵,𝑎𝑣 𝑛 𝑃𝑀 𝑖=1 ∙ 𝜆 𝑓𝑢𝑒𝑙 ∙ 𝑝 𝑇 − 𝑃𝐸𝐿,𝑆 ∙ 𝜉 𝐸𝐿,𝑆 𝐶 𝐹 = 𝑃𝐸𝐿,𝑆 ∙ 𝜉 𝐸𝐿,𝑆 ∙ 𝑝 𝐸 Priorità termica Priorità elettrica
  16. 16. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 16 Calcolo sistemi energetici (AG) • Algoritmo Genetico  Fitness Function  ottimo economico  ottimo energetico (ambientale)  ottimo energetico/economico • Operazioni genetiche  nuova generazione (25%);  crossover (one point or two point);  selezione (metodo roulette);  mutazione (non impiegata). • Input:  caratteristiche sistemi;  scenario tariffario • Output:  allocazione ottimale del carico;  risultati economici. 6.00 6.05 6.10 6.15 6.20 6.25 6.30 6.35 6.40 6.45 6.50 6.55 6.60 6.65 6.70 6.75 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 G09 G10 ObjectFunctionValue[€] Fitness Function Rank [#] Generation INDEX
  17. 17. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 17 Calcolo sistemi energetici (AG) • Algoritmo Genetico  Fitness Function  ottimo economico  ottimo energetico (ambientale)  ottimo energetico/economico • Operazioni genetiche  nuova generazione (25%);  crossover (one point or two point);  selezione (metodo roulette);  mutazione (non impiegata). • Input:  caratteristiche sistemi;  scenario tariffario • Output:  allocazione ottimale del carico;  risultati economici. input richiesti: o potenze elettrica, termica e frigorifera richieste complessivamente dalle utenze, oltre che eventuale richiesta da parte delle utenze di gas naturale per usi diretti; o numero, tipologia e caratteristiche principali di: • motori primi (potenze elettrica e termica di design, efficienza, curve caratteristiche per il comportamento in off-design, ecc.); • generatori da fonte rinnovabile (potenza di picco, curve di efficienza, ecc.); • sistemi per il riscaldamento ed il raffrescamento (taglia, efficienza, comportamento in off-design, ecc.); • sistemi di accumulo di energia elettrica e termica (massima energia stoccabile); o scenario tariffario (valori dell’energia elettrica acquistata e venduta, costo del combustibile, ecc.)
  18. 18. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 18 Calcolo sistemi energetici (AG) • Algoritmo Genetico  Fitness Function  ottimo economico  ottimo energetico (ambientale)  ottimo energetico/economico • Operazioni genetiche  nuova generazione (25%);  crossover (one point or two point);  selezione (metodo roulette);  mutazione (non impiegata). • Input:  caratteristiche sistemi;  scenario tariffario • Output:  allocazione ottimale del carico;  risultati economici. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PM#1 PM#2 PM#3 PM#4 ElectricPower[kW] hour/day 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PM#1 PM#2 PM#3 PM#4 ThermalPower[kW] hour/day 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ChangeinCost[-] hour/day Full Load Optimized
  19. 19. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 3-CENTO – Complex Energy Networks Tool Optimizer 19
  20. 20. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 20 3-CENTO – Complex Energy Networks Tool Optimizer
  21. 21. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella 15 08 07 06 09 13 03 01 02 14 05 04 11 12 10 17 14 Centrale ID Tipologia Utenza Utenza servita 1 Residenziale Condominio di via Giulio Verne n. 1-15 2 Residenziale Condominio di via Giulio Verne n. 2-14 3 Residenziale Condominio di via Giulio Verne n. 16-26 4 Residenziale Condominio di via Massimo Gorki n. 11-17 5 Residenziale Condominio di via Massimo Gorki n. 19-25 6 Residenziale Condominio di via Giorgio Byron n. 2- 4 7 Residenziale Condominio di via Giorgio Byron n. 6- 8 8 Residenziale Condominio di via Giorgio Byron n. 10-22 9 Residenziale Condominio di via Giorgio Byron n. 1-13 10 Residenziale Condominio di via Wolfgang Goethe n. 1-11 11 Residenziale Condominio di via Wolfgang Goethe n. 2-10 12 Residenziale Condominio di via Wolfgang Goethe n. 12-18 13 Residenziale Condominio di via S.Anna n. 15-21 14 Terziaria Scuola materna Attilia Neri + CSA & URP Villa Torchi 15 Terziaria Scuola elementare e media F. Franchini +palestra 16 Terziaria Centro Civico - Day Hospital 17 Terziaria Supermercato Coop - Corticella o situata nella parte nord della città di Bologna (circa 6 chilometri dal centro della città); o 17 utenze di cui 13 di carattere residenziale e 4 di tipo terziario; • 13 complessi condominiali (960 unità abitative); • un supermercato; • un day-hospital; • una scuola materna; • una scuola elementare. o estensione della DHN è pari a circa 4 chilometri comprensivi sia del percorso di mandata che di ritorno o area complessiva ha un’estensione di 22 ettari di cui circa il 45% occupati (poco meno di 4 ettari di superficie edificata, la restante parte è occupata da strade, parcheggi ed altre opere di urbanizzazione) 21
  22. 22. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1,100 1,200 1,300 1,400 1,500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 h/giorno Potenzaelettrica richiestautenze[kW] (a) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1,100 1,200 1,300 1,400 1,500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 h/giorno Potenzaelettrica richiestautenze[kW] (b) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1,100 1,200 1,300 1,400 1,500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 h/giorno Potenzaelettrica richiestautenze[kW] (c) Andamento della potenza elettrica richiesta dalle utenze nel giorno tipo (a) invernale, (b) di mezza stagione e (c) estivo 22
  23. 23. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 11,000 12,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Potenzatermicanecessaria alleutenze[kW] (a) h/giorno Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella Andamento della potenza termica richiesta dalle utenze nel giorno tipo (a) invernale, (b) di mezza stagione e (c) estivo 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Potenzatermicanecessaria alleutenze[kW] (b) h/giorno 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Potenzatermicanecessaria alleutenze[kW] (c) h/giorno 23
  24. 24. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2,000 2,200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 h/giorno Potenzafrigorifera richiestautenze[kW] Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella Andamento della potenza frigorifera richiesta dalle utenze nel giorno tipo estivo 24
  25. 25. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella 0 50 100 150 200 250 300 350-250 -50-150-300 -100-200 0 -50 -100 50 100 150 200 250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 1819 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 33 34 35 3637 3839 4041 42 43 44 45 4647 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 6162 68 64 65 66 67 63 69 70 71 72 73 74 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 24 25 26 2728 29 3032 31 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 centrale utenza miscelatore [m] [m] 25
  26. 26. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella CALD#1 CALD#2 CALD#3 CALD#4 COGEN RETE ELETTRICA CH4 RETE GAS RETE TLR Gruppo POMPE UTENZE ASSORBITORE FRIGORIFERO A COMPRESSIONE ACCUMULO TERMICO PdC Volume 2 m3 Temperatura Minima 70 °C Temperatura Massima 120 °C Caratteristiche serbatoio di accumulo termico Temperatura immissione in rete [°C] 80 Pressione immissione in rete [bar] 10.3 Pressione vaso di espansione [bar] 4.0 Rendimento elettromeccanico stazione di pompaggio [%] 90 Temperatura di riferimento giorno tipo invernale [°C] -5 Temperatura di riferimento giorno tipo di mezza stagione [°C] 15 Temperatura di riferimento giorno tipo estivo [°C] 25 condizioni al contorno 26
  27. 27. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella 27
  28. 28. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella 28
  29. 29. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYCaso applicativo: Rete Corticella 29 Energia Elettrica acquistata: - 58 % Consumo di combustibile: -39% Emissioni CO2 evitate: 4507 ton/anno
  30. 30. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITYConclusioni 30 1. Il software 3-CENTO è in grado di ottimizzare una rete complessa di distribuzione dell’energia elettrica, termica (frigorifera) o del combustibile al fine di: o minimizzare il costo di produzione dell’energia; o e/o minimizzare lo scambio di energia elettrica con la rete o e/o minimizzare la dispersione di energia termica nell’ambiente 2. Il software è adatto alla gestione di reti complesse come strumento «real time» 3. L’applicazione del software a un caso studio ha permesso – a parità di servizio energia fornito alle utenze – di ridurre la spesa di combustibile, le emissioni clima alteranti e gli scambi di energia elettrica con la rete nazionale.
  31. 31. - Key Energy, Rimini - 08.11.2018 Il Progetto EFFICITY 31 GRAZIE PER L’ATTENZIONE Francesco Melino – CIRI-FRAME – Università di Bologna francesco.melino@unibo.it Progetto EffiCity - Sistemi energetici efficienti per distretti urbani intelligenti www.efficity-project.it Efficity è un progetto co-finanziato dalla Regione Emilia-Romagna nell’ambito del Bando per progetti di ricerca industriale strategica in ambito energetico (DGR 1097/2015), emesso in attuazione al POR-FESR 2014-2020.

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