ARTICOLO TECNICO Smart-MED-Parks: il Software

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1 ARTICOLO TECNICO Smart-MED-Parks: il Software Introduzione Da Febbraio 2013, data di lancio del progetto Smart-MED-Parks, sono state realizzate un insieme di azioni al fine di: - Aumentare il livello di consapevolezza e di conoscenza rispetto al tema dell Energy Management, nei Parchi Scientifici e Tecnologici (d ora in avanti PST); - Sviluppare un Software di valutazione energetica per la progettazione e riqualificazione dei PST e dei Parchi industriali. Per l implementazione del software, due principali questioni sono state affrontate nelle fasi iniziali del progetto: a) Identificazione delle caratteristiche dei complessi edilizi di ogni Parco coinvolto; b) Identificazione e descrizione delle soluzioni tecnologiche, esistenti o potenziali, integrabili in ogni PST al fine di ridurre i consumi o aumentare l efficienza energetica. Tutte queste informazioni sono state incluse nel Software per facilitarne l utilizzo e arricchirne i potenziali risultati. Scopo del Software In accordo con gli obiettivi progettuali, il Software è stato concepito per: a) Permettere la caratterizzazione e la quantificazione dei consumi e del fabbisogno di energia nei PST; b) Fornire indicazioni a supporto dei processi di riqualificazione e riprogettazione energetica per misurare, o quanto meno stimare, i miglioramenti attesi in termini di efficienza; c) Favorire il networking tra diversi PST creando un quadro comparativo realistico in termini di efficienza energetica, di fabbisogno e consumo di energia. In aggiunta, il Software è stato concepito prendendo in considerazione gli utilizzatori finali. In questo senso, si è cercato di creare delle interfacce grafiche e dei risultati comprensibili a tutti i park manager, anche a quelli con una conoscenza delle tematiche energetiche non approfondita. Il Software è fatto per fornire raccomandazioni generali e soluzioni potenziali, non soluzioni specifiche a problemi specifici, che avrebbero richiesto l integrazione con software evoluti già presenti sul mercato e utilizzabili solo da personale tecnico. Metodologia per lo sviluppo del Software Considerato quanto detto sopra, lo sviluppo di questo strumento ha seguito gli step tradizionali di: Analisi dei requisiti funzionali Analisi dei requisiti tecnici (requisiti generali e servizi) Sviluppo del Software Test e validazione.

2 Lo step finale, che coinciderà con la fase finale di Progetto, consisterà nella validazione da parte dei differenti PST coinvolti nel progetto. Sono stati individuati 4 requisiti funzionali: i) Buildings Management efficiente ii) Efficienza del PST iii) Supporto al processo decisionale in materia di investimenti di efficienza energetica nel PST iv) Aumento della consapevolezza sul tema dell efficienza energetica. Per facilitarne la comprensione, per ognuno di questi è stata predisposta una breve storia. Quindi, prendendo a titolo di esempio il requisito funzionale i), la relativa breve storia sarà la seguente: Tony è il building manager di un edificio adibito ad uffici all interno di un Parco Tecnologico. L edificio necessita di ristrutturazioni e denota una bassa prestazione energetica. Attualmente ci sono spazi disponibili per l insediamento di nuove aziende. Per aumentare l attrattività dell edificio Tony sta considerando una riqualificazione. Il budget è limitato, quindi si dovranno valutare sia gli aspetti tecnici che quelli finanziari, così come la disponibilità delle tecnologie, gli investimenti iniziali, il ROI (Return of Investment Ritorno sugli Investimenti), i costi di manutenzione, ecc Per fortuna, Smart-MED-Parks fornisce un appropriato software per la pre-valutazione di un ampio set di soluzioni tecnologiche, che permetterà di selezionare la più promettente, a partire dalle caratteristiche dell edificio e dalle richieste dell utente. Con riferimento ai requisiti generali, si è voluto che il software garantisse: i) Semplicità di utilizzo. Si è tenuto in considerazione che gli utilizzatori finali non avessero bisogno di competenze specifiche in termini di modellazione energetica, per utilizzare lo strumento. Questo ha comportato che il set di parametri/input fosse di facile comprensione, così come l interfaccia grafica per la restituzione dei risultati ii) Risultati affidabili sebbene basati su modelli teorici iii) Aggiornabilità. Le opzioni tecnologiche devono poter essere aggiornate dal software manager. iv) Basato su software o metodologie esistenti. Per evitare la replicazione, ci si aspetta l integrazione con software gratuiti esistenti, che abbiano requisiti funzionali e generali compatibili. Con riferimento ai servizi, sono stati presi in considerazione i seguenti aspetti: i) S01. Progettazione di un modello di consumo e fabbisogno energetico nei PST ii) S02. Previsione del fabbisogno e dei consumi di energia basata sui trend futuri iii) S03. Analisi di differenti scenari introducendo misure di miglioramento dell efficienza energetica. iv) S04. Identificazione di margini di miglioramento v) S05. Creazione di un database di PST vi) S06. Progettazione di edifici, impianti e infrastrutture

3 vii) S07. Valutazione di differenti opzioni migliorative rispetto ad edifici, impianti ed infrastrutture. viii) S08. Valutazione degli edifici in differenti condizioni climatiche ix) S09. Fornitura energetica potenziale per diverse tecnologie. x) S10. Strategia energetica per incrementare l efficienza nei PST Considerato quanto sopra, il diagramma di flusso generale del software è mostrato nella Fig 1. Fig. 1. Diagramma di flusso del Software Note: - blocco Understand per fornire informazioni all utente - blocco GUI Graphic User Interface: interfaccia grafica utente

4 Descrizione della prima versione del Software In questa sezione viene descritta la prima release del Software di SmartMED-Parks. E importante notare che l interfaccia potrà subire modifiche nella versione finale del software. In ogni caso la struttura, la metodologia e il processo di calcolo rimarranno quelli esposti di seguito. Con la prima finestra di dialogo l utilizzatore decide se eseguire una simulazione (opzione Simulation) o consultare l e-catalogue, dove sono state inserite le diverse soluzioni tecnologiche valutate nel corso del progetto. Fig. 2. Schermata di apertura del Software Scegliendo l opzione Simulation, il software offre la possibilità di scelta tra una delle seguenti soluzioni di reti energetiche d area: i) Teleriscaldmento ii) Teleraffrescamento iii) Microgrid Fig. 3. Scelta fra 3 possibili di reti energetiche d area. La ragione di questa prima scelta è che ci sono soluzioni che richiedono una definizione completa sia della rete, che del complesso di utenze ad essa collegate (ad esempio edifici), nonché delle Unità di Produzione di Energia (ad esempio: cogeneratori). A partire da queste informazioni, l utilizzatore sarà in grado di valutare differenti soluzioni energetiche all interno di un unica unità di consumo.

5 Dopo aver selezionato la tipologia di rete che si vuole simulare, il software permette di definire la località geografica, e di abbozzare il tracciato di rete. Fig. 4. Interfaccia per la progettazione delle reti Ad ogni nodo della rete è collegato un edificio. Gli edifici possono essere i) definiti dall utente sulla base degli 8 parametri di un Modello a parametri concentrati di capacità e resistenza termica, oppure ii) selezionati tra gli edifici tipo individuati e studiati nella fase iniziale del progetto Smart-MED-Parks. Questo insieme include gli edifici dei parchi scientifico tecnologici delle regioni coinvolte. Dopo aver selezionato le utenze energetiche, si passa a definire i sistemi che forniscono energia a tali utenze (vedi Fig. 6). Per ogni soluzione tecnologica viene presentato uno schema che ne facilita la comprensione dell utente. Fig. 5. La Definizione degli edifici collegati alla rete energetica

6 Fig. 6. Schermata raffigurante la scelta delle soluzioni impiantistiche per la produzione di energia Output Una volta inseriti tutti i parametri di simulazione, il software processa i dati e arriva a restituire un elaborazione su base oraria del fabbisogno e del consumo di energia. Fig. 7. Schermata di output con l elaborazione oraria delle temperature e dei carichi termici di un edificio. L elaborazione su base oraria fornisce informazioni sul comportamento dinamico del sistema, tuttavia, per semplificare l informazione all utente non esperto, i dati vengono poi aggregati su base mensile o annuale, in modo da permettere una facile valutazione dei flussi energetici e il confronto tra scenari diversi. il software nella sua versione definitiva verrà pubblicato e reso disponibile sul sito di progetto Disclaimer: Così come spiegato nel documento, alcune delle immagini e schermate di dialogo qui presentate potranno subire modifiche, rispetto alla versione finale del software.