Nome dell’impianto: Smart Building F40

Descrizione dell’impianto:

Figura 1 – Impianto fotovoltaico Smart Building F40

Presso il Centro Ricerche ENEA Casaccia è stato realizzato un prototipo di edificio intelligente e flessibile dotato di un impianto fotovoltaico da 18 kWp, installato sul tetto, e un sistema di accumulo da 30 kWh con batterie al litio basato su chimica LiFePO4 (litio ferro fosfato). L’edificio è stato equipaggiato con sensori per il monitoraggio dei consumi energetici e del livello di confort indoor. Inoltre, alcune stanze sono state dotate di finestre automatizzate ed integrate con sistemi di oscuramento che permettono di controllare e ottimizzare dinamicamente il confort all’interno. Questi spazi costituiscono un vero e proprio living lab in cui testare non solo le prestazioni energetiche dei componenti ma anche la risposta degli utenti alle tecnologie impiegate. Nel corso degli ultimi anni, negli uffici sono state installate 11 pompe di calore aria-aria, che costituiscono il carico flessibile dell’edificio. Lo Smart Building è gestito da due sistemi intelligenti. Il primo è un Building Energy Management System (BEMS) che si occupa di raccogliere i dati dai dispositivi IoT, implementare le strategie di diagnostica e controllo locali al fine di adattare dinamicamente la richiesta energetica dell’edificio. Il secondo è un Energy Management System (EMS) che coordina i flussi energetici tra l’impianto fotovoltaico, il sistema di accumulo e i carichi dell’edificio, sulla base di diverse strategie di gestione sia tradizionali che flessibili.

Come funziona:

Grazie all’interazione tra EMS e BEMS, il prototipo è in grado di controllare sia gli usi finali (consumi) che i sistemi di accumulo in funzione della produzione dell’impianto fotovoltaico e delle curve di prezzo dell’energia (PUN). Qualsiasi strategia di gestione può essere implementata programmando opportunamente l’EMS di impianto.

Il prototipo può colloquiare con le piattaforme di aggregazione mediante lo scambio di informazioni (es. flessibilità, consumi, produzione, curve di prezzo, ecc.) secondo principi che ne garantiscano l’interoperabilità, attraverso l’utilizzo di protocolli e formati dati aperti e standard.

Possibili applicazioni:

Fra le possibili applicazioni, vi è la realizzazione di Smart Building flessibili dotati di impianti di generazione e accumulo e di sistemi software di gestione in grado di monitorare i consumi energetici, il grado di confort e d’implementare strategie di controllo automatiche ottimizzate in funzione delle richieste, della produzione da rinnovabile e degli andamenti dei mercati energetici.
Inoltre, gli Smart Building potranno fornire servizi di flessibilità in contesti di Demand Response.

Attività in corso:

Sono in corso test sulla flessibilità della batteria realizzati mediante controllo dello storage ottenuto con un sistema automatico di Demand Response. Si sta studiando un nuovo caso d’uso relativamente alla flessibilità del POD (Punto di Consegna). Nello specifico, si è ipotizzato che il Distributore possa inviare richieste di potenza non più sullo storage, ma sul POD in corrispondenza di determinate fasce orarie. È stata avviata una sperimentazione sul campo, in cui è stato valutato il contributo della flessibilità energetica del sistema edificio-impianto, ottenuta mediante lo spostamento del carico termico gestito dalle pompe di calore a servizio dell’edificio F40.

Attività future:

Si intende sperimentare la flessibilità energetica legata agli usi termici dell’edificio tramite l’automatizzazione di funzionalità di previsione della domanda di energia e di attuazione delle pompe di calore.
È prevista l’integrazione nello Smart Building di sistemi per la mobilità elettrica con funzionalità di Smart Charging e V2G in grado di aumentare la flessibilità dell’edificio.
Si prevede lo sviluppo e la sperimentazione di funzionalità di Automated Demand Response conforme a standard aperti e interoperabili.

Referente attività: ing. Francesco De Lia
Responsabile Divisione: ing. Stefano Pizzuti