Piattaforma per la gestione energetica intelligente degli edifici

1. Idee progettuali di economia
circolare per lo sviluppo green
del territorio
5/6 ottobre, Confindustria Genova
Piattaforma per la Gestione
Energetica Intelligente
degli Edifici
CircLab 2 - "RISORSE AMBIENTE COSTRUITO"

2. Il contesto della proposta 1/2
Gli obiettivi di sostenibilità energetica (D.Lgs 102/2014, Direttiva 2012/27/UE),
la crisi finanziaria e la recessione economica impongono una
razionalizzazione dei consumi energetici.
la ricerca si indirizza verso soluzioni innovative basate su sistemi di
ottimizzazione e supporto alle decisioni realizzabili utilizzando tecnologie ICT
con strumenti utili ed operativi per la gestione e il controllo di strutture
complesse nei settori civili e dell'industria con particolare attenzione
«all’esistente».
Si evidenzia la necessità di disporre di dati reali dei consumi energetici per
affinare la conoscenza, sviluppare e validare modelli semplici, dinamici e
realistici del comportamento energetico degli edifici.
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3. Il contesto della proposta 2/2
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• La gestione efficiente di un patrimonio immobiliare tocca moltissimi aspetti, uno dei principali
è quello del controllo e ottimizzazione dei costi determinati dal consumo di energia.
• La complessità è aumentata dalla presenza di tecnologie eterogenee per i vari sotto-sistemi
(impianti HVAC, illuminazione, sicurezza, etc.), ognuno dotato di un proprio sistema di
supervisione.

4. La proposta 1/3
Il progetto intende realizzare, con interventi a costo ridotto, una piattaforma
intelligente basata su misure in tempo reale e sistemi di supporto alle
decisioni quale strumento innovativo per:
• La realizzazione di un sistema di monitoraggio in tempo reale dei consumi
energetici.
• la valutazione quantitativa del risparmio energetico conseguibile in edifici
esistenti sulla base di misure effettive.
• Lo sviluppo, la messa a punto e la validazione di modelli energetici degli
edifici.
• la realizzazione di linee guida operative per l’incremento dell’efficienza in
strutture complesse operando sull’intero ciclo di vita delle strutture
interessate.
La conoscenza dei consumi energetici è alla base di una corretta ed
efficiente integrazione delle fonti rinnovabili e dei sistemi di accumulo. Sarà
valutata quindi la fattibilità di integrazione di queste tecnologie.
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5. La proposta 2/3
Verrà sviluppata una piattaforma software per controllo, supervisione,
ottimizzazione e supporto alle decisioni finalizzata a ottenere e mantenere
nel tempo il miglior livello di efficienza e di sostenibilità ambientale.
La piattaforma sarà integrabile con prodotti per il monitoraggio e la raccolta
dati, sviluppando funzionalità di trattamento delle informazioni (data mining
& learning) per elaborare valutazioni adeguate delle prestazioni energetiche
di edifici esistenti e strategie di gestione integrata dell’energia termica ed
elettrica mediante metodologie e strumenti dell’intelligenza artificiale (Reti
Neurali, Model Predictive Control).
Si studieranno soluzioni impiantistiche e tecnologiche, comprensive di sistemi
di conversione flessibili per la gestione dell’accumulo di energia,
concentrato e/o distribuito.
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6. La proposta 3/3
In sintesi i principali obiettivi sono:
• definizione di scenari tecnico/economici di riferimento per la gestione
energetica degli edifici.
• studio e sviluppo di metodologie e prototipi di algoritmi per la previsione
della domanda di energia elettrica e termica degli edifici.
• metodologie e strumenti per lo sviluppo e la validazione di modelli
dinamici semplificati del comportamento energetico degli edifici basati su
misure reali derivate dalla piattaforma di monitoraggio.
• studio e sviluppo di metodologie e prototipi di algoritmi per la previsione
dell’auto produzione da fonte solare.
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7. Risultati attesi
• Realizzazione di una piattaforma intelligente per la gestione e il controllo
dei consumi energetici degli edifici:
• la piattaforma sarà realizzata in modo prototipale per il sito UNIGE in
Darsena presso la Scuola di Economia. Se ne proveranno l’architettura hw
e sw, gli algoritmi di previsione, ottimizzazione e gestione dell’efficienza
energetica.
• Implementazione presso siti pilota identificati con i partner del progetto.
per ricavare possibili politiche di “best practice”.
• Azioni di disseminazione, partecipazione a Workshop dimostrativi,
realizzazione di un sito web.
• interfaccia tecnica con progetti Genova Smart City.
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8. Possibili applicazioni
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Si tratta di applicare a potenziali utenti, quali quelli sotto elencati, i concetti
dei «green building» a partire da misure reali e utilizzando modelli energetici
dinamici messi a punto e validati.
• Edifici della Pubblica Amministrazione (Comune, Regione, Università,
Scuole, ecc)
• Edifici privati (Industriali, Grande distribuzione, Servizi, ecc.)
• Ospedali, Cliniche
• Centri sportivi

9. Punti di forza: consolidate esperienze
I proponenti fanno parte del Gruppo di Lavoro sul Risparmio Energetico di
Ateneo (GdL) operativo già da alcuni anni su specifica delega del Rettore.
Il GdL comprende diversi Dipartimenti (DITEN, DIME, DICCA, DIFI, DSA) con
esperienze nei settori: ottimizzazione energetica elettrica e termica,
valutazione dell’impronta di carbonio, caratterizzazione energetica
dell’involucro, illuminazione efficiente, impiantistica di sorgenti rinnovabili,
microgrid comprendenti fotovoltaico e accumulo, automazione dei carichi.
Si è operato sviluppando ed utilizzando un sistema di monitoraggio dei
consumi elettrici in tempo reale con successive attività di auditing, con
l’individuazione di sprechi, di azioni correttive per l’efficientamento e follow-
up per il consolidamento dei risultati.
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10. Punti di forza: consolidate esperienze
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• Consumo annuo di
energia elettrica 21 GWh
• 20 punti di distribuzione
MT/BT
• Micro-rete sperimentale
di Ateneo in Darsena a
Genova con:
⁻ Impianto FV da 19,74
kW
⁻ controllo di carica
dell’accumulo
⁻ sistema di accumulo agli
ioni di litio: 4 moduli da
2,2 kWh – 48 V) da 10
kW – 12 kVA

11. Punti di forza: consolidate esperienze
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12. Collaborazioni esistenti e possibili ampliamenti
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• Il citato Gruppo di Lavoro sul Risparmio Energetico di Ateneo
comprendente diversi Dipartimenti e Scuole dell’Università di Genova
(DITEN, DIME, DICCA, DIFI, DSA)
• Uno Spin-off Accademico dell’Università di Genova (IESolutions)
• Una PMI genovese del settore ICT (Softeco Sismat)
• «Final User» quali Università, Aziende e Ospedali in Regione e fuori Regione

13. Contatti
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Prof. Stefano Massucco
DITEN - Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica, Navale e delle Telecomunicazioni
Laboratorio IEES – Intelligent Electric Energy Systems
stefano.massucco@unige.it
010-353-2718
329-2106116