Veronafiere ottobre 2015

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Iolanda Olivieri
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Veronafiere 27-28 ottobre 2015 Gli atti dei

1 Veronafiere ottobre 2015 Gli atti dei convegni e più di contenuti su

L automazione industriale rende intelligenti.

edificio Interazione tra Smart Buildings e Smart Microgrids:

Bracco, Federico Delfino, Mansueto Rossi Università degli

2 L automazione industriale rende intelligenti. Smart Building: gestione intelligente e sostenibile dell edificio Interazione tra Smart Buildings e Smart Microgrids: esperienze dimostrative presso il Campus di Savona Stefano Bracco, Federico Delfino, Mansueto Rossi Università degli Studi di Genova Campus Universitario di Savona stefano.bracco@unige.it 28 Ottobre 2015

Il Campus Universitario di Savona 50000 m 2 di estensione 1500

della Scuola di Medicina e della Scuola di Scienze Sociali

Presenza di laboratori, centri di ricerca e PMI Polo di Ricerca e

40 imprese ed enti di ricerca) Centro Internazionale in

3 Il Campus Universitario di Savona m 2 di estensione 1500 studenti Corsi di Laurea della Scuola Politecnica di Ingegneria, della Scuola di Medicina e della Scuola di Scienze Sociali Istituto Tecnico Superiore per l Efficienza Energetica (ITS) Presenza di laboratori, centri di ricerca e PMI Polo di Ricerca e Innovazione Regionale sull Energia Sostenibile (cluster di più di 40 imprese ed enti di ricerca) Centro Internazionale in Monitoraggio Ambientale (CIMA) Biblioteca, residenze studenti, mensa, impianti sportivi

Progetto ENERGIA 2020 dell Università degli Studi di Genova (2010-2016) Il Progetto Energia 2020 dell Università degli Studi di

risparmio energetico e riduzione delle emissioni di CO 2 ), realizzato con finanziamento interamente pubblico e mirato a rendere

4 Progetto ENERGIA 2020 dell Università degli Studi di Genova ( ) Il Progetto Energia 2020 dell Università degli Studi di Genova rappresenta un importante intervento a carattere dimostrativo nel settore dell Energia Sostenibile (fonti rinnovabili, risparmio energetico e riduzione delle emissioni di CO 2 ), realizzato con finanziamento interamente pubblico e mirato a rendere il Campus Universitario di Savona una struttura innovativa dal lato della gestione energetica e del comfort lavorativo dei suoi utenti.

5 Perché "Energia 2020"? La Direttiva dell Unione Europea

con motori Stirling (3 kw e, 9 kw th ) 1 chiller ad assorbimento ad acqua/bromuro di litio 2 sistemi di accumulo elettrico basati su tecnologia

6 Smart Polygeneration Microgrid (SPM) E un sistema di produzione e distribuzione «intelligente» di energia elettrica e termica 3 turbine a gas cogenerative ad alta efficienza (160 kw e, 284 kw th ) 1 impianto fotovoltaico (95 kw p ) 3 impianti solari termodinamici (CSP) equipaggiati con motori Stirling (3 kw e, 9 kw th ) 1 chiller ad assorbimento ad acqua/bromuro di litio 2 sistemi di accumulo elettrico basati su tecnologia Na-NiCl 2 e ioni di litio 2 stazioni di ricarica per veicoli elettrici Anello rete elettrica in BT, rete di teleriscaldamento, anello in fibra ottica

7 Smart Polygeneration Microgrid (SPM) Gli impianti trigenerativi n. 2 microturbine a gas Capstone C65 Potenza elettrica: 65 kw Potenza termica: 112 kw Rendimento elettrico: 29% Rendimento termico: 50% n. 1 microturbina a gas Capstone C30 Potenza elettrica: 28 kw Potenza termica: 54 kw Rendimento elettrico: 25% Rendimento termico: 48% Chiller ad assorbimento ad acqua/bromuro di litio (Carrier Sanyo TSA-16LJ-01E-LC) Potenza termica in ingresso: 105 kw Potenza frigo in uscita: 70 kw COP: 0.67

Potenza elettrica: 1 kw ciascuno Potenza

kw 396 moduli in silicio policristallino

8 Smart Polygeneration Microgrid (SPM) Gli impianti a fonte solare, le batterie e la e-mobility n. 3 sistemi solari a concentrazione (CSP) Potenza elettrica: 1 kw ciascuno Potenza termica: 3 kw ciascuno Rendimento elettrico: 14% Rendimento termico: 41% Impianto fotovoltaico Potenza elettrica di picco: 95 kw 396 moduli in silicio policristallino Rendimento: 14.5% Accumulo elettrico Batterie al Na-NiCl 2 (141 kwh) Batterie agli ioni di litio (25 kwh)

Smart Energy Building (SEB) Edificio sostenibile dal punto di vista energetico ed ambientale (in fase di costruzione; fine lavori: dicembre 2016) che verrà connesso alla SPM come un energy prosumer.

9 Smart Energy Building (SEB) Edificio sostenibile dal punto di vista energetico ed ambientale (in fase di costruzione; fine lavori: dicembre 2016) che verrà connesso alla SPM come un energy prosumer. Impianto di riscaldamento/raffrescamento a pompa di calore geotermica (45 kw termici, 8 sonde geotermiche verticali per una lunghezza complessiva di 1000 m) Impianto fotovoltaico sulla copertura (23 kw di picco) Pannelli solari termici sulla copertura Micro aerogeneratore ad asse verticale (3 kw) Materiali innovativi per l isolamento termico ed acustico Facciate ventilate Impianto d illuminazione ad alta efficienza (sensori di luminosità e sensori di presenza) Recupero acqua piovana per scarico vasi Innovativo sistema di gestione energetica e automazione Integrazione elettrica/termica all interno della SPM

10 Smart Energy Building (SEB) Pianta edificio: 39x13 m Altezza: 10 m Piano terra + primo piano Classe energetica: A+

11 Smart Energy Building (SEB) Piano terra Smart Grid Lab Green Gym Distributed Generation Lab Pompa di calore Accumulo ACS

12 Smart Energy Building (SEB) Primo piano Domotic Lab Offices Classrooms Meeting rooms

Smart Energy Building (SEB) Piano copertura Micro-impianto eolico Impianto fotovoltaico e solare termico Fotovoltaico: 23 kw di potenza di picco, 94 moduli in silicio

13 Smart Energy Building (SEB) Piano copertura Micro-impianto eolico Impianto fotovoltaico e solare termico Fotovoltaico: 23 kw di potenza di picco, 94 moduli in silicio policristallino Solare termico: 3 collettori a tubi sottovuoto UTA Aerogeneratore ad asse verticale da 3 kw di potenza nominale Torre evaporativa Sistema brise-soleil

14 Smart Energy Building (SEB) Prospetto sud/ovest

15 Smart Energy Building (SEB) Prospetto nord/est

16 Smart Energy Building (SEB) Prospetto sud/est

17 Smart Energy Building (SEB) Prospetto nord/ovest

18 Sistema di automazione, controllo e pianificazione di SPM e SEB Videata principale del Software di Gestione Energetica della SPM Quadro elettrico della SPM

19 Sistema di automazione, controllo e pianificazione di SPM e SEB I consumi energetici e la produzione di energia elettrica e termica dello Smart Energy Building verranno monitorati con continuità dalla Sala Controllo della Smart Polygeneration Microgrid E prevista l installazione di un complesso sistema di controllo e regolazione degli impianti di climatizzazione e di illuminazione dello Smart Energy Building Savona Campus Energy Management System Sistema di gestione degli impianti - Monitoraggio/controllo impianto fotovoltaico SEB - Controllo carichi interrompibili SEB - Monitoraggio/controllo impianto eolico SEB - Monitoraggio carichi elettrici principali SEB - Gestione della SPM Sistema di gestione dell edificio - Monitoraggio/controllo luci SEB - Monitoraggio/controllo pompa di calore e solare termico SEB - Monitoraggio/controllo UTA e fan coils SEB - Monitoraggio/controllo temperature ambienti SEB - Monitoraggio/controllo carichi elettrici specifici SEB

Il Software di gestione energetica ha in ingresso: funzioni di costo; vincoli tecnici ed ambientali (legati alle caratteristiche prestazionali degli impianti); previsione del carico elettrico e

20 Il Software di gestione energetica ha in ingresso: funzioni di costo; vincoli tecnici ed ambientali (legati alle caratteristiche prestazionali degli impianti); previsione del carico elettrico e termico del Campus; previsione della produzione di energia da fonte rinnovabile sulla base di dati meteo e andamenti storici INPUT Previsione fonti rinnovabili Previsione carico elettrico e termico al fine di pianificare la produzione degli impianti a fonte fossile (turbine a gas e caldaie) e l utilizzo dei sistemi di storage elettrico, con l obiettivo di minimizzare i costi giornalieri di gestione. Algoritmo di ottimizzazione (orizzonte temporale: 24 ore, suddiviso in intervalli da 15 min) OUTPUT Profili di generazione degli impianti a fonte fossile e profili di carica/scarica dei sistemi di storage

21 Il Software di gestione energetica Risultati per la SPM

22 Impatto ambientale, economico e sociale del progetto SPM+SEB sul Campus Universitario di Savona Riduzione dei consumi di energia primaria: -35 tep/anno (-10%) Riduzione della bolletta energetica: /anno (-15%) Riduzione delle emissioni di CO 2 : -97 t/anno (-12%) Presenza di un infrastruttura pilota per attività di ricerca sulle tecnologie di produzione di energia da fonte fossile e rinnovabile e sulle microgrid Sviluppo di programmi di ricerca in collaborazione con altre Università e centri di ricerca, aziende e operatori del settore energetico Attrazione di risorse (fondi regionali, nazionali ed europei) per attività di ricerca e sviluppo anche in collaborazione con partner industriali Coinvolgimento degli utenti del Campus (studenti, docenti, personale tecnico-amministrativo e delle aziende) attraverso seminari e visite guidate alla SPM e al SEB al fine di promuovere buone pratiche di comportamento volte alla riduzione dei consumi energetici e delle emissioni, nonché ad un uso razionale ed efficiente degli impianti di generazione

Impatto ambientale, economico e sociale del progetto SPM+SEB sul territorio Coinvolgimento dei cittadini e delle autorità pubbliche attraverso seminari e visite guidate alla SPM e al

all incremento dell efficienza energetica in ambito residenziale e nel terziario Promozione della filiera della generazione distribuita basata sull impiego delle tecnologie alimentate a

23 Impatto ambientale, economico e sociale del progetto SPM+SEB sul territorio Coinvolgimento dei cittadini e delle autorità pubbliche attraverso seminari e visite guidate alla SPM e al SEB al fine di far conoscere il progetto (tecnologie e sistemi di gestione ottimale delle stesse) e promuovere azioni mirate alla riduzione dei consumi energetici e delle emissioni e all incremento dell efficienza energetica in ambito residenziale e nel terziario Promozione della filiera della generazione distribuita basata sull impiego delle tecnologie alimentate a fonte rinnovabile e/o cogenerative ad alta efficienza Realizzazione di microreti energetiche intelligenti in nuovi quartieri residenziali, aree industriali o nel settore terziario SMART CITY

24 GRAZIE PER L ATTENZIONE! Stefano Bracco Università degli Studi di Genova Campus Universitario di Savona Via Magliotto 2, Savona stefano.bracco@unige.it Tel

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