Relazione REALTIME - SME UNIGE Sistema di monitoraggio in tempo reale dei consumi energetici dell'Ateneo di Genova

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In collaborazione con
SISTEMA DI MONITORAGGIO IN TEMPO REALE DEI CONSUMI ENERGETICI
DELL’ATENEO GENOVESE (RealTime SME – UNIGE)
Referente: stefano.massucco@unige.it
1. Descrizione della soluzione
L’Università di Genova si è da tempo dotata di un sistema di monitoraggio in tempo
reale dei consumi di energia. Il servizio è reso disponibile tramite un web service
accessibile da qualsiasi browser o smartphone e permette l’analisi e la visualizzazione
dei dati tramite grafici suggeriti oppure completamente personalizzabili dall’utente. Il
progetto ha realizzato - in collaborazione con una Azienda ICT di Genova e utilizzando
l’esperienza di un Gruppo di Lavoro sul Risparmio Energetico di Ateneo avviato su
richiesta dei recenti Rettori - un sistema di monitoraggio dei consumi in tempo reale
che ha previsto la strumentazione di tutti i 19 punti di consegna in media tensione (MT)
appartenenti all’Ateneo che costituiscono circa il 90% dei consumi elettrici totali che
assommano a circa 18 GWh annui. Diversi altri punti in bassa tensione (BT),
significativamente energivori o con le inefficienze più evidenti, sono stati dotati di
ulteriore strumentazione di misura.
L’architettura (illustrata in Figura 1) integra al suo interno strumentazione di
acquisizione delle misure dal campo di diverse tecnologie e protocolli di
comunicazione, oltre all’acquisizione dei dati di consumo da strumentazione già
esistente.
Figura 1 – Architettura del sistema di monitoraggio dei consumi energetici di UNIGE
Il sistema - attivo 24 ore su 24 e accessibile da qualsiasi browser – propone viste
facilmente navigabili dagli utenti che possono configurare ulteriori grafici o report per
analisi di dettaglio. Il sistema è anche dotato di moduli di data mining e reportistica, di
un modulo di calcolo della fattura energetica e di confronto con quella del fornitore.

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Nel sito https://risparmioenergetico.unige.it sono presenti ulteriori informazioni.
2. Descrizione del team e delle proprie risorse e competenze
Il Gruppo di Lavoro per il Risparmio Energetico di Ateneo, sotto la guida del
Coordinatore delegato dal Rettore, si avvale dell’apporto di personale strutturato
(Docenti, Tecnici e Ricercatori) e non (Dottorandi, Borsisti e Assegnisti) per
promuovere e svolgere le necessarie attività per un utilizzo responsabile delle risorse
energetiche dell’Università di Genova. Il Team comprende:
 Stefano Massucco (Ordinario di Gestione e Controllo dei Sistemi Elettrici,
Delegato del Rettore per l’Energia, Consigliere della FIRE - Federazione Italiana
per l’uso Razionale dell’Energia, Coordinatore Corso di Studi in Ingegneria
Elettrica)
 Giada Agnese (Ingegnere, Capo Servizio Energia ed Energy Manager UNIGE)
 Massimo Di Spigno (Ingegnere, Dirigente Area Logistica UNIGE)
 Federico Silvestro (Ordinario di Protezione dei Sistemi Elettrici, Laboratorio
Intelligent Electric Energy Systems)
 Andrea Vinci (Ingegnere, Esperto EGE secondo UNI CEI 11339, Dottorando)
 Tecnici degli Uffici di Ateneo (Andrea Bagnasco, Marco Colucci, Norberto Vittiglio)
Insieme al Servizio Energia e al personale dell’Area Conservazione Edilizia e Logistica
sono state intraprese diverse iniziative per perseguire obiettivi di gestione ottimale
della spesa energetica, secondo le seguenti linee di azione:
 Supporto al Servizio Energia per l’approvvigionamento di Energia Elettrica e
Termica (dati aggiornati utilizzabili per la gara di approvvigionamento;
 Supporto tecnico al personale amministrativo dell’Università riguardo ai temi
della spesa energetica (verifica fatturazione);
 Audit energetici mirati a rilevare sprechi (es: darsena, clinica oculistica, ecc.) e
Progetti di efficientamento di impianti e strutture (sostituzione di corpi illuminanti
DIFI)
 Attività di divulgazione (es – settimana del risparmio energetico, m’illumino di
meno, calcolo impronta di carbonio, ecc.);
 Perseguimento opportunità di finanziamento per la realizzazione di progetti in
ambito energetico: autoproduzione nei siti fotovoltaici della Scuola di Economia
(Darsena) e Palacus
A supporto delle attività di tipo analitico (audit, analisi, approvvigionamento) è stato
sviluppato un sistema di monitoraggio in tempo reale dei consumi di energia
elettrica, ora in fase di integrazione con le misure termiche provenienti dal fornitore del
servizio energia.
L’esperienza di questi anni e la letteratura del settore (fonte FIRE – Federazione
Italiana Uso Razionale dell’Energia) ha evidenziato come le attività di audit energetico
a spot abbiano dato accesso a opportunità di risparmio dell’ordine del 10%,
rispetto ai consumi del singolo complesso/edificio in esame, ottenuti tramite
opportuna gestione di impianti e comportamenti dell’utenza e conseguente

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eliminazione di sprechi di energia. E’ necessario un esercizio continuo di monitoraggio
e correzione, per consolidare nel tempo i risultati ottenuti ed evitare che i sistemi
tornino al loro stato non ottimizzato pre-audit.
3. Descrizione dei bisogni che si intende soddisfare
Gli obiettivi di sostenibilità energetica dell’Ateneo, supportati dal presente progetto,
sono stati perseguiti con la formulazione di un piano sistemico di politiche energetiche
e di un sistema di gestione dell’energia, che - fornendo una significativa quantità di
dati - consente di rendere programmatiche attività di auditing e politiche di risparmio,
quali ad esempio:
 Definizione di linee guida in materia di consumo di energia; di una baseline dei
consumi; di indicatori di performance nell’uso dell’energia
 Censimento degli edifici e delle utenze più energivore
 Monitoraggio dei consumi di energia elettrica degli edifici più energivori e
individuazione delle possibili criticità
 Campagne di misura sulle utenze principali individuate ed individuazione di
potenziali interventi correttivi
 Misurazione delle performance rispetto agli obiettivi prefissati e reportistica
finale
 Controllo della fatturazione
 Aggiornamento del personale sulle pratiche operative, formazione e
sensibilizzazione degli utenti
4. Descrizione dei destinatari della misura
I principali destinatari delle misure e delle analisi sviluppate dal progetto sono l’Energy
Manager dell’Ateneo, i Responsabili di ciascuno dei Dipartimenti Universitari, il
Responsabile del Settore Energia degli Uffici Tecnici.
L’Energy Manager è una figura fondamentale negli enti pubblici per assicurare una
gestione razionale dell'energia e il conseguente risparmio economico, ma soprattutto
per cogliere i benefici in termini di ambiente, sostenibilità, valore del parco immobiliare,
condizioni dei dipendenti, sicurezza, immagine, etc.
I Responsabili, di Dipartimento, designati dal Direttore, utilizzeranno il sistema di
monitoraggio in tempo reale per identificare situazioni di scarsa efficienza,
funzionamenti anomali, mettere in atto azioni correttrici, ecc.
Durante il periodo COVID, ad esempio, il sistema di monitoraggio in tempo reale ha
permesso di individuare rapidamente e con precisione, la diminuzione dei consumi
energetici di Ateneo, valutata in circa il 25%.

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Infine, considerando che l’efficienza energetica ha una forte componente di cultura
della sostenibilità, si ritiene di particolare importanza la formazione e la
sensibilizzazione degli utenti e si sta operando in tale senso.
La ragionevole facilità di replicabilità dell’esperienza acquisita con lo strumento di
monitoraggio in tempo reale dei consumi suggerisce di applicare i concetti di «green
building» a partire da misure reali e utilizzando modelli energetici dinamici a: Edifici
della Pubblica Amministrazione (Comune, Regione, Università, Scuole); Edifici privati
(Industriali, Grande distribuzione, Servizi); Ospedali, Cliniche; Centri sportivi
5. Descrizione della tecnologia adottata
Il sistema di monitoraggio è composto da un layer hardware e un layer software.
L’hardware è costituito da: strumenti di misura dell’energia elettrica; contatori impulsivi
per la lettura dei dati da contatori fiscali; convertitori di protocollo per la comunicazione
via TCP/IP; RTU per la lettura dei dati e l’invio delle informazioni al server centrale.
La comunicazione tra gli strumenti avviene attraverso protocolli standard, in modo da
aumentare la scalabilità del sistema, in ottica di un continuo ampliamento del parco
strumenti e delle misure acquisite. Gli strumenti sono connessi con catene seriali di
tipo RS485 con protocolli quali modbus o m-bus oppure a onde convogliate.
L’acquisizione dei dati dal campo avviene attraverso delle chiamate di tipo TCP/IP ai
concentratori posti in testa alle diverse catene di comunicazione degli strumenti
installati presso i diversi siti. Dove non è presente la rete IP di ateneo, vengono
utilizzati dei router con SIM telefonica 3G/4G. La lettura avviene ogni 15 minuti, i dati
vengono inviati tramite FTP al server centrale in cloud.
Dal punto di vista software, la tecnologia attraverso cui è fruibile il monitoraggio è un
web service, raggiungibile da qualsiasi browser e responsive alla navigazione da
device portatili quali smartphone o tablet. I dati sono storicizzati in un database open
source e ridondato in modo da garantirne l’integrità e la replicabilità. L’accesso alla
piattaforma è protetto da password per l’accesso di tipologie diverse di utenti, ognuno
con privilegi di accesso e modifica differenti. Il sistema fornisce una serie di grafici
standard e la possibilità di crearne altri o configurare gli esistenti e permette modalità
di analisi dei dati quali: benchmarking; definizione e utilizzo di KPI a partire da
parametri esogeni; curve ABC; analisi spettrale; previsione di curve tipiche di carico.
6. Indicazione dei valori economici in gioco (costi, risparmi ipotizzati,
investimenti necessari)
L’acquisizione dell’energia elettrica per l’Ateneo Genovese comporta un costo annuo
(comprensivo di componente energia, componenti quali trasporto, oneri di sistema e
altre imposte IVA inclusa) di circa 3.5 milioni di euro. L’Ateneo Genovese ormai da
anni aderisce all’acquisto con opzione verde che, a prezzo di un sovraccosto,

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garantisce al cliente che l'energia consumata (o meglio, una quantità corrispondente
a quella consumata) venga prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili.
L’analisi dei dati acquisiti tramite il sistema di monitoraggio dei consumi in tempo reale,
ha permesso di individuare le inefficienze energetiche delle utenze principali
dell’Università di Genova, mantenendo traccia degli interventi effettuati e creando una
baseline di riferimento per gli interventi futuri. L’utilizzo continuativo del sistema ha
permesso di migliorare la performance energetica di diversi edifici appartenenti
all’Ateneo principalmente tramite interventi “comportamentali” degli utenti, quindi
effettuando interventi a costo zero.
7. Tempi di progetto
Il progetto “Sistema di monitoraggio in tempo reale dei consumi di energia dell’Ateneo
Genovese” si è sviluppato nell’arco di alcuni anni, a partire dal 2016. La fase di
definizione dei requisiti, di implementazione e di installazione del sistema si è conclusa
nel 2017 e il sistema è entrato pienamente in funzione dal 01.01.2018. Il sistema, per
sua natura, è comunque in continua evoluzione.
L’utilizzo continuativo del sistema ha permesso di migliorare la performance
energetica di diversi edifici dell’Ateneo tramite interventi “comportamentali” degli
utenti, quindi effettuando interventi a costo zero. Il miglioramento della performance
energetica dell’Ateneo è stato costante negli anni, con, al 2019 (ultimo anno
significativo stante la forte riduzione dovuta al COVID nel 2020) una riduzione del 20%
dei consumi rispetto all’anno di inizio funzionamento del sistema di monitoraggio.
Sono in fase di sviluppo nuovi moduli e algoritmi (previsione dei consumi, data mining,
reportistica automatizzata, ecc.). Di particolare interesse un modulo di previsione dei
consumi e di gestione automatica degli impianti tecnologici denominato PREDICT
(Figura 2 e rif: A. Bagnasco, A. Vinci, F. Silvestro, G. Mosaico, “Soluzioni innovative
per il risparmio energetico negli edifici del terziario”, Rivista Gestione Energia, FIRE,
no. 1, 2020). A partire da dati storici di consumo, dati meteo e dati rilevati da sensori
di temperatura all’interno degli edifici, utilizzando un modello termo-energetico
dell’edificio, vengono individuati i set-point ottimali degli impianti tecnologici per
minimizzare la spesa energetica mantenendo ottimale il comfort degli utenti.
Figura 2 – PREDICT previsione dei consumi e controllo degli impianti tecnologici