SMART CITY 3 novembre

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SMART CITY 3 novembre

  1. 1. INTEGRAZIONE DEI CONTATORI ELETTRONICI DI ENERGIA ALSERVIZIO DELL’UTENTE FINALE Università degli Studi di Pavia – Dipartimento di Ingegneria Elettrica Francesco Benzi -Tommaso Traino Forum Telecontrollo Reti Acqua Gas ed Elettriche Torino, 3-4 novembre 2011
  2. 2. PRINCIPI DELLO SMART METERINGEstensione dei principi della Smart Grid nel contesto dei contatori fiscali di energia• TECNOLOGIE DIGITALI• INTEGRAZIONE ED ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI• EROGAZIONE DI SERVIZI• RISPARMIO ENERGETICO
  3. 3. PRINCIPI DELLO SMART METERINGTECNOLOGIE DI + TECNOLOGIE DIGITALIMISURA
  4. 4. PRINCIPI DELLO SMART METERING= CONTATORI ELETTRONICI DI MISURA CONDIVISIONE DI INFORMAZIONI TRA UTENTE – CONTATORE – UTILITY
  5. 5. PRINCIPI DELLO SMART METERING INFRASTRUTTURA DI COMUNICAZIONE: - CONTATORI ELETTRONICI - GATEWAY RESIDENZIALE; - MEZZO DI TRASMISSIONE DATI - SISTEMA OPERATIVO CENTRALE - INTERFACCIA CON UTENTE
  6. 6. INFRASTRUTTURA DI COMUNICAZIONE
  7. 7. IL CONTATORE A SERVIZIO DI UTENTE ED UTILITYESIGENZE DI DISTRIBUTORI ED UTILITY:- Ridurre i COSTI OPERATIVI associati alla lettura fiscale;- Ottimizzare la DISTRIBUZIONE in funzione della DOMANDA;- Maggior CONTROLLO sui punti di riconsegna (PdR);- ANALISI e FATTURAZIONE basate su DATI EFFETTIVI.
  8. 8. IL CONTATORE A SERVIZIO DI UTENTE ED UTILITYEFFETTI SULL’UTENTE FINALE:- Induzione di comportamenti più RESPONSABILI;- maggior INFORMAZIONE e CONSAPEVOLEZZA;- soggetto ATTIVO all’interno della SMART GRID;- fruizione di SERVIZI di GESTIONE ENERGETICA.
  9. 9. STATO D’IMPLEMENTAZIONE DELLO SMART METERING PACCHETTI DI EFFICIENZA ENERGETICA USA: EUROPA: US Federal Economic Direttive Energetiche Package 2006/32/EC(4,5 miliardi di Dollari 2005/89/ECper sviluppo Smart Grid) M/441 EN “MID”
  10. 10. CONTATORI ELETTRONICI: FUTURO “MULTI-UTILITY”ELETTRICITÀ: realtà in forte crescitaGAS, ACQUA E CALORE: nuova frontiera dello S.M. PIÙ PROBLEMATICHE - Autonomia dei dispositivi - Tecniche di comunicazione
  11. 11. CONTATORI ELETTRONICI: FUTURO “MULTI-UTILITY”OBIETTIVI FUTURI:- TOTALE INTEGRAZIONE delle 4 commodity- GESTIONE COORDINATA di tutti gli aspetti energetici dei PdR- Erogazione di servizi “OLTRE IL CONTATORE”
  12. 12. CONTATORI ELETTRONICI:FUTURO “MULTI-UTILITY”
  13. 13. SERVIZI DERIVANTIDALL’APPROCCIO INTEGRATO STRUMENTI DI “FEEDBACK”Visualizzazione su display domestico / pagina web: Segnali di prezzo Informazioni tariffarie Dati di consumo
  14. 14. SERVIZI DERIVANTIDALL’APPROCCIO INTEGRATO SERVIZI CONTROLLATI DALL’UTENTE FINALEServizi di gestione diretta dell’energia e della risorsa idrica: Termoregolazione bi-combustibile “caldaia/pompa di calore” Termoregolazione impianto “caldaia/pannello solare” Controllo dinamico dei carichi Sistema di sorveglianza e rilevazione delle perdite idriche.
  15. 15. SERVIZI DERIVANTIDALL’APPROCCIO INTEGRATO SERVIZI CONTROLLATI DALL’UTILITYServizi di informazione al cliente: consumi, prezzi, tariffePolitiche di “Demand-Side Management”: incentivi alla riduzione dei consumi (Demand Response) piani tariffari personalizzati (Dynamic Pricing) Gestione da remoto dei carichi elettrici (Ripple Control)
  16. 16. REQUISITI DELLA RETE LOCALE • massimizzare la frequenza d’aggiornamento dati • interoperabilità • comunicazione a basso consumo energetico • assicurare la riservatezza dei dati • coordinare/sincronizzare le operazioni tra dispositivi • agevolare l’intervento e l’interfacciamento dell’utenza
  17. 17. DATI DI INTERESSE CONTATORI ELETTRONICI: • consumo attuale • registri dei consumi storici (giornalieri/mensili/annuali) UTILITY / GESTORI DEL SERVIZIO: • segnali di prezzo real-time • tariffa applicata • segnalazioni, allarmi, informazioni di diagnostica • consigli per ridurre i consumi
  18. 18. FREQUENZA DI AGGIORNAMENTO DATI PER CONTEGGIO/FATTURAZIONE: Dipende dalle condizioni contrattuali e dal tipo di servizio • invio automatico dei registri su base settimanale/mensile PER SERVIZI DESTINATI ALL’UTENZA: Determina la qualità e l’efficacia dei servizi • elettricità: refresh continuo (ogni 5 secondi) • gas, calore, acqua: refresh discreto (max. ogni 15 minuti) (limite imposto dall’autonomia dei dispositivi)
  19. 19. ARCHITETTURA DELLA RETE LOCALE
  20. 20. INTEGRAZIONE ALL’INTERNO DELL’ABITAZIONE
  21. 21. TECNOLOGIA DI COMUNICAZIONE WIRELESS CABLATAVantaggi: Vantaggi:- installazione - fornisce alimentazione- integrazioni future - evita problematiche radioLimiti: Limiti:- interferenze, scarsa raggiungibilità - posa onerosa- alimentazione a batterie - difficili integrazioni future
  22. 22. TECNOLOGIA DI COMUNICAZIONE WIRELESS CABLATASOLUZIONE PIÙ ACCREDITATA Particolare attenzione è riposta verso due standard: ZigBee 2.4GHz e W.M-Bus 868MHz
  23. 23. ZigBee-2.4GHz / W.M-Bus-868MHzAPPLICAZIONE DOMESTICA APPLICAZIONE DI METERING- diffuso in USA - diffuso in Europa- wireless MESH network - wireless BUS network- “basso costo/bassa potenza” - “basso costo/bassa potenza”- 2.4 GHz su 16 canali - 868 MHz su un canale- range di copertura: 15-20 m - range di copertura: 25 m
  24. 24. ZigBee-2.4GHz / W.M-Bus-868MHz ZigBee 2.4 GHZ W.M-Bus 868 MHzPro - condivisa da molte utility - soluzione ben consolidata - standard aperto e interoperabile - impiegata in diversi progetti europei - robusta, scalabile, sicura - trasmissione a 868MHz: - struttura a mesh (multi-hop) . basse attenuazioni - forte mercato di dispositivi ZigBee . basse riflessioni - 16 canali di comunicazione . alta capacità di propagazioneContro - problemi di propagazione del - problemi di interoperabilità del livello segnale e di interferenza applicativo - scarsa diffusione nel mercato - diverse versioni dello standard europeo incompatibili tra loro
  25. 25. TABELLA DEI REQUISITI ZigBee W.M-Bus REQUISITI PER L’IMPLEMENTAZIONE 2.4 GHz 868 MHzAutocorrezione (“self-healing”)InteroperabilitàConsumi limitatiAlta frequenza di aggiornamento datiMinimizzare le interferenzeMisure per mantenere la riservatezza dei datiSostenibilità nel tempoCosto limitato della tecnologiaCapacità di soddisfare la domandaDisponibilità di prodotti domestici compatibili con la tecnologiaImpiego in analoghi progetti di Smart Metering in Europa
  26. 26. ZigBee 2.4GHz: STANDARD PER RETE LOCALESOLUZIONE PIÙ ADATTA IN UN CONTESTO DI SERVIZI PER L’UTENTE- Interoperabilità garantita da un processo di certificazione;- buon adattamento agli sviluppi tecnologici (aggiornamenti O.T.A. e retro-compatibilità);- autonomia della soluzione garantita da autocorrezione e autoconfigurazione;- “multi-hop” caratteristico della rete magliata;- 16 canali permettono di far fronte alle interferenze con altri dispositivi;- Limite: scarsa diffusione in Europa di soluzioni ZigBee 2.4 GHz.
  27. 27. SCHEMA DI INTEGRAZIONE “MULTI-UTILITY”
  28. 28. LIMITI DI APPLICABILITÀ NEL CONTESTO ITALIANO- contatore Enel non è dotato di INTERFACCIA DISPONIBILE- consumi e costi di gateway e ripetitori possono scoraggiarel’utenza- telelettura/telegestione di elettricità e gas indipendenti- concorrenza tra distributori- criticità per lo sviluppo della telelettura/telegestione del gas- mancanza di un mezzo fisico di interconnessione preesistenteper acqua, gas e calore
  29. 29. IPOTESI DI APPLICABILITÀ NEL CONTESTO ITALIANO- Enel renda noto il protocollo di comunicazione;- valorizzazione dei servizi fruibili dall’utente;- incentivi finanziari per promuovere la soluzione;- investire un soggetto indipendente del ruolo di Gestoreautonomo dei servizi di misura (Metering Service Provider);- necessità di test su campo per aver garanzie sull’autonomia;- Enti di Standardizzazione propongano una soluzione diriferimento che stimoli competitività e innovazione tecnologica.
  30. 30. CONCLUSIONII potenziali benefici legati allo Smart Metering coinvolgono diversi soggetti:- utility: telelettura/telegestione si presentano come una realtà sempre piùconcreta e potenzialmente vantaggiosa.- utente finale: per stimolarlo è necessario conoscere e affrontare alcunedifficoltà: - costo delle tecnologie necessarie (incentivi e standardizzazione); - scarso interesse all’efficienza energetica (sensibilizzazione e incentivi); - difficoltà nell’integrare i diversi contatori (standardizzazione e gestore autonomo dei servizi).
  31. 31. CONCLUSIONIÈ fondamentale che tutti i soggetti coinvolti compiano uno sforzo comune e cooperativo; di modo che lo SMART METERING si riveli una mossa vincente perla scena energetica globale, assicurando benefici per il singolo, per le utility e per la collettività.
  32. 32. Grazie per l’attenzione!

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