Ing. Giovandomenico Caridi

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1 PRODUZIONE COGENERATIVA DI ENERGIA ELETTRICA E CALORE DA FONTI RINNOVABILI: OTTIMIZZAZIONE DI RETI ELETTRICHE E DI CALORE SULLA BASE DELLO SVILUPPO DELLE RINNOVABILI Ing. Giovandomenico Caridi CONFERENZA NAZIONALE PROGETTO SMART-MED-PARKS MODENA, 18 novembre 2014

2 SpA NAVICELLI di Pisa Navicelli Riqualificazione e Sostenibilità energetica

3 SPA NAVICELLI DI PISA Società a capitale pubblico (suddiviso pariteticamente al 33% Comune, Provincia e CCIAA di Pisa Amministrazione concessione e gestione demaniale dell area dei Navicelli; Manutenzione e dragaggio del Canale ; Coordinamento e controllo della navigazione nel Canale dei Navicelli; Attività di ricerca e trasferimento tecnologico nel settore della nautica locale. C.S Yachtinglab

4 IL CANALE DEI NAVICELLI Idrovia di II classe costruita in epoca medicea ( ) da Cosimo I dei Medici per collegare il porto di Livorno a la città di Pisa Lunghezza (m) Larghezza (m) Profondità (m) CANALE DARSENA PISANA Infrastrutture portuali 2 scali di varo ed alaggio con travel-lift Darsene Pisana : mq Darsena Panchetti: mq Banchine portuali per circa 600 m 6 banchine lungo il Canale 1 binario ferroviario sulla banchina della Darsena Raccordi stradali ed autostradali Aeroporto di Pisa nelle vicinanze

5 SVILUPPO AREA

6 SVILUPPO AREA Funzionalità dell area aree complessive di sviluppo cantieristica da diporto aree di uffici/laboratori/servizi aree destinate a logistica mq mq mq mq aziende attualmente insediate 23 insediamenti ancora previsti circa 50

7 I PRINCIPALI OPERATORI PRODUTTIVI CANTIERI DI PISA MEC CARPENSALDA COMPAGNIA INTERPORTUALE PISANA ROSSI NAVI SOCIETA NAVALE PISANA CANTIERE NAVALE ARNO LEOPARD YACHTS GAS AND HEAT PISA SUPER YACHTS CANTIERE NAUTICO MARE BLU CODECASA OVERMARINE DERIV YACHT SEVEN STARS BENETTI SAIL DIVISION

8 Centro Servizi e Ricerca Nautica YACHTING LAB NAVICELLI Approccio integrato RICERCA, TECNOLOGIA, SOSTENIBILITA TRASFERIMENTO KNOW-HOW E TECNOLOGICO INTEGRAZIONE AREA SERVIZI A VALORE AGGIUNTO

9 PROGETTO APEA NAVICELLI 2020 Area Produttiva Ecologicamente Attrezzata Obiettivo: Diventare un area produttiva a fonti d energia rinnovabili. Monitorare e minimizzare le matrici di inquinamento ambientale Sistema di Infrastrutture per la riduzione dei consumi energetici dell area produttiva Impianto fotovoltaico di 20 kwp con immissione in rete e/o scambio sul posto (parcheggio integrato) Barriere fonoassorbenti per la mitigazione del rumore con pensilina fotovoltaica integrata di 5 kwp a servizio della illuminazione pubblica a LED Microeolico : 10 kwp

10 SpA NAVICELLI DI PISA

11 OTTIMIZZAZIONE DI RETI ELETTRICHE E DI CALORE SULLA BASE DELLO SVILUPPO DELLE RINNOVABILI Sviluppo di sistemi innovativi di gestione delle reti termiche ed elettriche basati sullo sviluppo di tecnologie di accumulo energetico Dimostrare la fattibilità tecnica della gestione delle reti termiche ed elettriche. Il sistema di gestione è in grado di interagire con la rete elettrica di distribuzione attraverso segnali di tipo tecnicoeconomici, per l ottimizzazione energetica locale e la fornitura di servizi alla rete

12 Progetto Navicelli SmartGrids Finanziato nell ambito del POR-FESR Toscano Budget Totale di Progetto: 2,3 M Finanziamento GI: 40%

13 Obiettivo del progetto Smart Grid Navicelli Sviluppare dispositivi e sistemi di gestione atti a integrare sistemi energetici e gestirli in logica Smart. Il sito produttivo è in fase di certificazione come area APEA

14 Obiettivi specifici del progetto Integrazione della rete di distribuzione di MT e la rete di produzione distribuita da fonti rinnovabili e cogenerative Studio,. simulazione e progettazione di dispositivi di compensazione per il miglioramento della qualità del vettore energia elettrica, in relazione ai particolari processi produttivi locali Progettazione e realizzazione di un sistema di ottimizzazione di più unità produttive nell ottica di una interazione innovativa con la rete di distribuzione dell energia elettrica e termica Realizzazione dimostrativa, di sistemi di gestione e di compensazione Analisi e simulazione della gestione ottimizzata all interno delle singole realtà produttive della generazione distribuita, dei carichi e dei sistemi di accumulo elettrici e termico.

15 Pianificazione rete elettrica e termica Caratterizzazione e valutazione energetica dell area dei Navicelli Definizione di scenari di simulazione basati sulle ipotesi di sviluppo dell area e identificazione Impianti realizzati Pensilina FV Barriere fonoassorbenti con FV integrato Impianto FV (Toscana energia) 20 KW 4,9 kw 3,7 MW Impianti autorizzati Microeolico Pensiline FV* 10 KW 1 MW FV

16 Electric Energy System Sistema energetico distribuito E dotato di una propria connessione alla rete Può essere dotato di sistemi di generazione e/o di accumulo E dotato di un sistema di controllo (carichi, generazione,.) Ottimizza i flussi energetici e coadiuva la rete elettrica migliorando la qualità del vettore e la capacità di trasporto Gestibile in logica Smart Gestibile in logica Smart

17 Rete termica di area: ottimizzazione e accumulo gestionale Studio di fattibilità di una rete di teleriscaldamento per l intera area, considerando una gestione di tipo «smart» Studio della capacità ottimale del serbatoio di accumulo termico per una ottimizzazione della gestione individuando il miglior compromesso tra efficacia ed economicità

18 Sviluppo delle strategie del sistema di gestione Funzione Obiettivo Massimizzare il guadagno di esercizio (=Ricavi Costi) dell aggregato attraverso una definita gestione delle variabili manipolabili. Algoritmo di ottimizzazione preliminare sviluppato la rete termica con il rispettivo accumulo interagisce con quella elettrica spostamento temporale del carico elettrico per la produzione di energia di termica Su base temporale del quarto d ora dispaccia la potenza attiva e reattiva della produzione e degli accumuli viene gestita la produzione/distribuzione di energia elettrica e termica del cogeneratore

19 Sistema di gestione ottimizzata

20 Sistema foto-voltaico Componenti installati (1) Dispositivo mini-eolico. Accumulo termico e cogeneratore

21 Accumulo elettrico Componenti installati (2) Alloggiamento batterie Batterie in prova in laboratorio

22 Componenti installati (3) Il sistema è completato anche da una stazione meteorologica per la stima della produzione eolica e solare Stazione meteo. Centralina raccolta dati.

23 Componenti installati (4) Fotovoltaico Sviluppo Navicelli

24 Fotovoltaico Sol Maggiore Componenti installati (5)

25 Dispositivo Virtual Power Plant Il sistema Smart User della palazzina dei Navicelli Prima fase di messa a punto del sistema di controllo : è stata realizzata un isola di soli sistemi attivi senza coinvolgere i carichi Seconda fase di messa a punto del sistema di controllo: I generatori, i sistemi di compensazione con accumulo e i carichi sono stati collegati in modo da poter garantire anche il funzionamento in rete isolata.

26 Virtual Power Plant Lo schema di principio del quadro elettrico è basato sulla la doppia possibilità di collegare le utenze della palazzina stessa e gli ausiliari del sistema termico sia alla sbarra a cui fanno capo i generatori, sia alla sbarra a monte del dispositivo di interfaccia.

27 Accumulo elettrico La possibilità di disporre di una quota di accumulo elettrico riveste un ruolo fondamentale: per migliorare i profili di carico e compensare i disturbi. per ottimizzare la gestione economica dell intero insediamento consentendo una certa flessibilità di gestione. per realizzare un sistema di alimentazione in isola dell area

28 Accumulo termico La potenza elettrica generata dal cogeneratore è gestita dal supervisore della smart grid; l accumulo termico permette di ottimizzare il consumo energetico per soddisfare la richiesta termica delle utenze

29 Sistema di monitoraggio e controllo La suite di supervisione, dotata di software SCADA*, è adottata come base per la configurazione, la personalizzazione e l integrazione delle funzionalità avanzate del sistema di ottimizzazione di Smart Grid. L area da monitorare e controllare comprende i seguenti dispositivi e utenze: Fotovoltaico Sviluppo Navicelli. Utenze cantieri. Fotovoltaico Toscana Energia. Palazzo Navicelli. *SCADA : un sistema hardware e software per la supervisione ed il controllo di un impianto) con funzionalità aggiuntive di gestione ottimizzata di fonti, accumuli e carichi energetici.

30 Architettura del sistema di controllo 3,7MW 1 MW ST.METEO 10 KW TOTEM A.TERM. UTENZE 20 KW A. ELETT.

31 SpA NAVICELLI di Pisa Navicelli Grazie per l attenzione Ing. Giovandomenico Caridi [email protected]