Le reti urbane intelligenti e cooperative: il progetto Res Novae. Mauro Annunziato ENEA Coordinatore scientifico del Progetto RES NOVAE

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1 Le reti urbane intelligenti e cooperative: il progetto Res Novae Mauro Annunziato ENEA Coordinatore scientifico del Progetto RES NOVAE

2 Obiettivo RES NOVAE Sviluppare e dimostrare una soluzione integrata di assetto urbano in cui le funzionalità di distribuzione energetica (elettrica e termica), gestione di reti di edifici, gestione strade e monitoraggio real time della città siano integrate e cooperanti tra loro

3 The Smart City Model LIVING LABS CITY (PLANNING, CRISIS, DECISION ) PLANNING City Government URBAN SENSOR NETWORKS ICT NETWORKS OPEN DATA BUILDINGS ENERGY GRIDS (ELECTR/TERMAL) MOBILITY PUBLIC LIGHTING City utilities WATER WASTE COM SAFETY HEALT FOOD HERITAGE EDUCATION ENVIR. Citizen SMART SERVICES RESOURCES ON DEMAND

4 energy vendors Creare infrastrutture smart per abilitare nuovi servizi ed attori energy distributors Service Gestore Utility di un distretto & energy a generazione aggregator distribuita Service Utility & energy aggregator Gestore di una rete di edifici Gestore di servizi urbani (IP, Mobilità, Service Trasporto Utility Pubblico, & Acqua, energy Rifiuti, aggregator ) Citizen

5 AMBITI APPLICATIVI Smart Grid Integrazione rinnovabili Sistemi di accumulo Urban renewables ed ecobuildings Building Diagnostics & Control Active Demand Management Smart Grids (distributori) Smart District (aggregatori) Energy Environment Mobility Catasto energetico Urban Data Center (municipalità) Smart Street Control Public Light control Smart urban objects

6 SMART GRIDS Reti elettriche attive, nuovi scenari Rete bt: modellistica, dispositivi, sistemi SUN Smart User Network Dispositivi di accumulo elettrico

7 SMART DISTRICT Fonti Rinnovabili/rete Sensori ed attuatori Controllore edificio Interazione Persone/ utenze Building Level Gestore/i Smart District District Level Rete edifici Rete energetica Scena urbana Diagnostica, ottimizzazione, gestione attiva domanda Mix ottimale rinnovabili distribuite Lighting, connectivity, smart urban objects Venditore Energia Distributore Smart Grid Municipalità Urban Data Center City Level

8 Building Network Management e gestione avanzata della domanda MANAGMENT OPTIMIZATION NETWORK SUPERVISORS Network Intelligence REMOTE MONITORING Cost/Energy Optimization Diagnostics intelligence Active Demand Management GRID DISTRIBUTOR

9 Diagnostica Avanzata: risalire dai sintomi alle cause PREPROCESSING SITUATION ASSESSMENT CAUSES Sintomo o anomalia riscontrabile attraverso la lettura dei dati di monitoraggio Individuazione dell evento origine del sintomo Causa effettiva dell evento P1. Picco di consumo energia elettrica (illuminazione) P2. Picco di consumo energia elettrica (climatizzazione) P3. Picco di consumo energia termica o risorsa energetica (riscaldamento) P4. Picco di consumo energia termica (raffreddamento) P5. Trend anomalo di energia termica rispetto all andamento storico ricorrente (riscaldamento) S4 P6. Trend anomalo di energia termica rispetto all andamento storico ricorrente (raffreddamento) P5 P16 P17 P18 P7. Trend anomalo di energia elettrica rispetto all andamento storico P6 ricorrente (raffreddamento) P8. Trend anomalo di energia elettrica rispetto all andamento storico ricorrente (illuminazione) P9. Cambio del valore medio di potenza elettrica assorbita (illuminazione) P10. Cambio del valore medio di potenza elettrica assorbita (raffreddamento) S1. Accensione contemporanea di un numero anomalo di utenze elettriche rispetto al livello di occupazione (illuminazione) S2. Accensione impianti, strumentazione o terminali per il riscaldamento al di fuori dell orario previsto di funzionamento S3. Accensione contemporanea di un numero anomalo di utenze elettriche rispetto al livello di occupazione (f.e.m) S4. Immissione incontrollata di aria esterna (apertura finestre) C5 S5. Impostazione anomala set-point termostato locale S6 S5 S6. Accensione impianti, strumentazione o terminali per il raffrescamento al di fuori dell orario previsto di funzionamento S7. Accensione utenze elettriche locali al di fuori degli orari di P7 P10 lavoro P12 (f.e.m) P16 P17 S8. Accensione apparecchi di illuminazione degli spazi P5 comuni P11 al di fuori degli orari di lavoro S9. Elevate perdite energetiche al sottosistema di distribuzione S10. Locali serviti dall impianto di illuminazione in assenza di occupanti C1. Sostituzione apparecchi di illuminazione con altri di diversa potenza C2. Guasto dell orologio in centrale termica C3. Guasto localizzato impianto termico (malfunzionamento o rottura delle pompe di circolazione) per il circuito di riscaldamento C4. Guasto localizzato impianto termico (malfunzionamento o rottura ventilatori) C5. Guasto localizzato impianto termico (malfunzionamento S13 o rottura macchina frigorifera) C6. Guasto localizzato impianto (malfunzionamento o rottura generatore di calore a combustione) P6 P7 P12 P13 P23 P33 C7. Rottura termostato ambiente P4 P2 C8. Rottura o malfunzionamento del P16 terminale di emissione in ambiente (riscaldamento) Quale causa è più supportata dai sintomi che riscontro dai dati? P13 C9. Rottura o malfunzionamento del terminale di emissione in ambiente (raffrescamento) C10. Distacco per sovraccarico o sospensione servizio P16 P10

10 Le strategie di monitoraggio e controllo Controllo di ZONA Controllo di EDIFICIO Controllo di STANZA L approccio della energy on demand

11 Il benchmarking della rete Building Asset Management CONSUMO SPECIFICO [kwh e /m 2 ] III=652 filiali IV=1538 filiali CONSUMO TOTALE [kwh e ] I=374 filiali (12%) II=591 filiali Ottimizzazione Automatica Piani ottimizzati di manutenzione Ottimizzazione progressiva dei comportamenti e soddisfazione dei bisogni Esempio di una rete di edifici (studio su 3155 filiali bancarie, Politecnico Torino)

12 URBAN CONTROL CENTER una finestra panoramica sul footprint energetico-ambientale della città

13 URBAN CENTER City Government Data Provider Pianificazione Gestione emergenze Rapporto PA-cittadino, trasparenza Citizen City Modeling Urban Center RES NOVAE Service Hub Active Demand OPEN DATA Raccolta Dati City utilities Accesso alle informazioni Partecipazione alla evoluzione della città Consapevolezza Ottimizzazione e controllo Resource on demand/flessibilità

14 URBAN CENTER Urban Center (controllo del territorio, pianificazione, gestione emergenze) Modelli SVILUPPO EDILIZIO E PRODUTTIVO AMBIENTE ED EFFETTI CLIMATICI ENERGIA, ACQUA, RIFIUTI TRASPORTI E MOBILITÀ SICUREZZA SANITÀ ED ALIMENTAZIONE INFORMAZIONE AL CITTADINO CLOUD/OPEN DATA cittadino SENSOR NETWORKS TERRITORIALI FONTI DI DATI CITTADINI ED URBAN UTILITIES

15 DEMO Bari Telecontrollo Rete bt Sperimentazione in campo di nuovi sistemi e apparecchiature per controllo della rete bt in ottica Smart Grids. Smart Building: Bems-Energy Box Equipaggiamento di alcuni edifici (ufficio, scuola, residenziale) con strumentazione avanzata connessi con il centro di controllo del distretto Gestione rete di edifici e Active Demand Creazione di un centro di controllo del distretto; coinvolgimento attivo utenti nella rimodulazione dei propri consumi energetici Urban Center Realizzazione di un Urban Center

16 DEMO Cosenza Storage per l'esercizio della rete bt Realizzazione di soluzioni tecnologiche atte alla riduzione delle emissioni di gas serra mediante l integrazione e la gestione intelligente di sistemi di generazione a fonte rinnovabile, co/trigenerazione, accumulo, illuminazione pubblica e mobilità elettrica. Smart Street Cosenza e User Network Realizzazione di uno spazio aperto della città di Cosenza in cui la cittadinanza potrà interagire con la smart city, mediante la realtà aumentata della street, i SOM, cioè gli Smart Object del Museo all Aperto Bilotti (MAB), e dispositivi intelligenti per visualizzare informazioni real-time sull uso di risorse energetiche. Urban Lab CreaCosenza Realizzazione di uno spazio, Urban Lab Crea Cosenza, dedicato alle esigenze di comunicazione, formazione, aggregazione e partecipazione dei cittadini alla Smart City Cosentina.

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