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Monitoraggio intelligente dei consumi elettrici dell’Ateneo Genovese

- Il monitoraggio in tempo reale delle utenze elettriche ha permesso di disporre in tempo reale di informazioni dettagliate e aggregate relative al carico elettrico e ha fornito le basi per efficaci azioni di efficientamento energetico:
• Individuazione inefficienze e malfunzionamenti
• Individuazione ambiti e margini di risparmio;
• Conoscenza dei propri profili di carico
- Ha consentito un risparmio sulla spesa per l’energia elettrica a carattere non solo puntuale, ma consolidato nel tempo

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Convegno ANIPLA a SAVE, Veronafiere, ottobre 2012

Pubblicato
da Alessia De Giosa
SAVESegui aziendaSegui




Settori: 


Estratto del testo
SMART BUILDING: Gestione Intelligente dell''Edificio SAVE 2012 Monitoraggio intelligente dei consumi elettrici dell''Ateneo Genovese A. Bagnasco, S. Massucco, F. Silvestro, A. Vinci Università degli Studi di Genova Verona, 25 ottobre 2012 stefano.massucco@unige.it Gestione intelligente dei consumi elettrici: il contesto ' Liberalizzazione del mercato dell''energia elettrica e messa in
servizio di un vero e proprio mercato, al quale possono
partecipare sia i ''fornitori' di energia elettrica che i ''consumatori' ' Tali cambiamenti richiedono importanti valutazioni di carattere
tecnico ed economico e coinvolgono sempre più aspetti di
gestione intelligente dei consumi elettrici ' L''Università - attore primario nel settore della ricerca - è anche
un importante consumatore ( UNIGE circa 22 GWh/anno di energia elettrica con 19 punti di distribuzione MB/BT) ' Possibilità di sperimentazione per alcune delle soluzioni di
ricerca Risparmi conseguiti e attesi dal PAEE 2011 Fonte: Ministero dello Sviluppo Economico Dipartimento per l'Energia: 3 Il Cerchio Virtuoso del Controllo dei Consumi controllo in tempo reale dei consumi energetici criteri di esercizio e di produzione parametri esogeni acquisto dell''energia efficienze risparmi conoscenza in tempo reale del costo energetico dati provenienti
da siti diversi e
per consumi
diversi: energia
elettrica, gas,
acqua produco gli
stessi beni e
servizi,
utilizzando
meno energia
Consumo meno
energia,
eliminando
sprechi e servizi
non essenziali Usi Finali Utilizzo di tecnologie avanzate Contatori digitali in grado di far
comunicare utenti e distributori TELEGESTORE '' Sistema innovativo di lettura consumi e
gestione dell''utenza '' Legge, acquisisce ed aggrega in remoto i
dati delle utenze '' Permette tariffe su misura 1 2 3 Potenza assorbita comandi Tariffe 1 2 3 4 Misuratore potenza Rete BT GED protezione 1 3 Gestore Energia Domestica & gateway Carichi non controllati Carichi controllati A B comunicazione wired/wireless fornitore 2 Soglia di potenza P [W] Soglia di potenza B+1+2 A+B+1+2 A+B+2 A+B B B+2 B+1+2 t La gestione dei carichi elettrici CESI RICERCA -
Attività RdS 2003÷2008 I consumi elettrici dell''Ateneo ' Una fotografia
sufficientemente aggiornata
presenta un numero
complessivo di circa cento
utenze per un consumo
annuo di circa 22 GWh ' In particolare sono presenti : 19 punti di prelievo in
media tensione (MT)
circa 94 punti in bassa
tensione (BT) di diversa
importanza Monitoraggio in tempo reale consumi dell''Ateneo Genovese architettura Sensore su uno dei
19 p.ti MT/BT
Struttura per il monitoraggio in tempo reale Il piano di monitoraggio prevede: ' raccolta dati da 19 punti di misura di media
tensione dell''ateneo (circa il 90 % dei consumi
di energia elettrica) ' Architettura distribuita per l''acquisizione dei
dati in tempo reale ' posizionamento di ''process box' basate su
interfaccia TCP/IP collegate ad un server
centrale localizzato presso il DINAEL (Dip. Ing.
Navale ed Elettrica) ' 3 punti di misura collegati attraverso GPRS Polo Descrizione MT BT Totale Num Consumi (%) Num Consumi (%) Num Consumi (%) 1 polo Amm.ne centrale e Facoltà Umanistiche (zona Balbi) 2 3,1% 63 5,5% 65 8,6% 2 polo Ingegneria (zona Albaro) 4 11,4% 6 0,3% 10 11,7% 3 polo Economia (zona Darsena) 1 6,5% 1 0,2% 2 6,7% 4 polo Medicina (zona S. Martino) 7 41,5% 6 0,5% 13 42,0% 5 polo Farmacia (zona Sturla) 1 3,9% 1 0,0% 2 3,9% 6 polo Fisica, Matematica, Chimica (zona Valletta Puggia) 3 20,6% 0,0% 3 20,6% 7 polo Architettura 0 0,0% 10 3,2% 10 3,2% 8 polo Fiera del Mare 0 0,0% 2 1,9% 2 1,9% 9 polo Eridania 1 1,0% 0,0% 1 1,0% 10 utenze restanti, presenti nel Comune di Genova (zona GE) 0 0,0% 5 0,4% 5 0,4% Totale 19 88,0% 94 12,0% 113 100,0% Distribuzione dei consumi Polo 1 Polo 3 Polo 2 Polo 4 Polo 6 Polo 5 42 % 4 % 21 % 8 % 7 % 12 % 58 % 2 % 2 % 3 % 12 % 9 % Consumi N. utenze 2 % 1 % 3 % Distribuzione geografica Struttura per il monitoraggio del carico in tempo reale Il piano di monitoraggio prevede:
' raccolta dati da 19 punti di misura di media tensione dell''Ateneo (circa il 90 %
dei consumi di energia elettrica) ' Architettura distribuita per l''acquisizione dei dati in tempo reale ' posizionamento di ''process box' basate su interfaccia TCP/IP collegate ad un
server centrale localizzato presso il DINAEL ' 3 punti di misura collegati attraverso GPRS Server web per la raccolta e l''analisi dei dati in tempo reale Sinottico di impianto Dati cumulati per alcuni punti monitorati Valutazioni dei consumi e costi ogni 15 minuti Auditing: individuazione picchi di consumo Estratto da diagramma mensile, settimana per settimana Auditing Sono stati pianificati ed eseguiti dei veri e propri audit energetici dei seguenti poli: ' edificio ''Scio', nella Darsena del Porto Antico, sede della Facoltà di
Economia e Commercio; ' edifico DIMA /DISI, sede del Dipartimento di Matematica e Scienze
dell''Informazione; ' edificio DCCI, sede del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale; ' edificio DIFI, sede del Dipartimento di Fisica; ' clinica Oculistica, sede della Clinica Oculistica e di reparti Ospedalieri,
facenti parte del complesso del S.Martino. Parametri di analisi:
' Energia reattiva ' Rapporto giorno/notte ' Picchi di consumo ' Accensioni non programmate e anomalie nei consumi Auditing: rapporto consumi giorno/notte In generale il rapporto tra
carico medio diurno e
notturno è funzione della
tipologia di utenza. Esso può variare da: un valore pari a 2 per ospedali
(funzionalità anche nelle ore
notturne) ad un valore pari a circa 6 per
uffici 800 kW 2000 kW diagramma di carico aggregato ottenuto escludendo utenze ospedaliere R: 2.5 Profilo del carico di un edificio Il carico notturno rispetto al diurno risulta elevato (> 100 kW) Accensioni anomale di carichi ogni ora durante la notte L''accensione del sistema di condizionamento la mattina non è ottimale Il monitoraggio in tempo reale rivela le modalità di consumo in dettaglio e permette di identificare le aree di intervento il Controllo dei Consumi: Risparmio Energetico esempio Facoltà di Economia e Commercio UNIGE (1/2) il Controllo dei Consumi: Risparmio Energetico esempio Facoltà di Economia e Commercio UNIGE (2/2) 1 2 accensione razionalizzata
(posticipata, evitando di
raffrescare locali deserti)
eliminazione accensioni ''spurie'' e
riduzione del carico notturno
Interventi sul sistema di condizionamento Risparmio conseguito pari al 20 % dei consumi Per l''utenza in questione, questi
sono quantificabili in 40 k'/anno Brevi tempi di ritorno
dell''investimento Auditing: esempio Facoltà di Economia (3/3) RISULTATI OTTENUTI Appiattimento della curva e riduzione
generale dei consumi sulle 24h. Sincronizzazione del funzionamento
delle utenze con il periodo di attività
dell''edificio Diminuzione del prelievo energetico
notturno di circa il 50% Drastica riduzione dei consumi in
relazione alla volumetria delle aule Possibile ulteriore riduzione dei
consumi notturni di circa il 30%,
contemporanea ottimizzazione dei costi
di gestione e di manutenzione del parco
lampade (circa 375) Auditing: esempio Clinica Oculistica dell''Università di Genova Profilo settimanale dopo l''intervento Risparmio rispetto all''anno precedente Risultati per Sito Sito Minore costo Darsena ' 43.000 DCCI ' 13.000 DIFI ' 26.000 DIMA/DISI ' 17.000 Clinica Oculistica ' 23.000 Totale ' 122.000 il Controllo dei Consumi: Risparmio Energetico (altra tipologia di ambiente) 1 2 Profilo del carico di un centro commerciale In nero il profilo pre-intervento 1. Lavorazioni in fasce orarie non ottimali
2. Sprechi durante la pausa pranzo 1 2 Interventi effettuati: 1. Lavorazioni anticipate a fasce orarie più convenienti 2. Spegnimenti mirati durante la pausa pranzo ' Risparmio conseguito del 16% pari a 20
k'/anno
' Tempo di ritorno dell''investimento: 7 mesi Contributo al problema del risparmio energetico monitoraggio, in tempo reale, correlazione ai criteri di esercizio e di produzione possibilità di spostare i consumi in fasce orarie a prezzi più vantaggiosi; individuazione di eventuali malfunzionamenti di macchinari e di sprechi (ad es. fattore di
potenza); preavviso, con opportuni allarmi, per rischio picchi anomali di potenza; ottimizzazione della manutenzione degli impianti per minimizzare le perdite di produzione; conoscenza in tempo reale del costo energetico, cumulando dati provenienti da siti diversi e
per consumi diversi: energia elettrica, gas, acqua; gestione della spesa energetica per centri di costo; selezione del miglior fornitore confrontando offerte diverse attraverso simulazioni con le
curve di carico reali. Progetti di autoproduzione Progetto n. 1 : Installazione di un impianto solare fotovoltaico
ai fini di autoproduzione di energia elettrica ed intervento di
automazione degli impianti elettrici per il risparmio energetico
Facoltà di Economia (valore 150.000 ') Progetto n. 2: Riqualificazione dell''impianto termico del
palasport (PALACUS) tramite integrazione con impianto a
pompa di calore elio assistito (PCEAN) abbinato a centrale
solare fotovoltaica (valore 250.000 ') Progetto n. 3 : Realizzazione di impianto solare termico presso
la Clinica Chirurgica per la produzione di acqua calda sanitaria
per edifici ove è svolta attività assistenziale (valore 300.000 '). Progetto 1: Facoltà di Economia ' L''intervento proposto riguarda l''edificio sede della Facoltà di Economia sito in Darsena
per: '' Installazione di impianto fotovoltaico per l''autoproduzione di energia elettrica (20 kWp)
con accumulo '' Estensione del sistema bus esistente, con lo scopo di automatizzare i circuiti di
illuminazione interna ed esterna e di
migliorare l''efficienza energetica complessiva. Progetto 1: Impianto FV ' Impianto in copertura da 20
kWp ' Progetto con modulo
monocristiallino da
180 Wp. ' Produzione attesa annua: 24, 4 MWh Gestione Microgrid Impianto FV da 20 kWp Accumulo da 10 kW/12kWh
con batterie tecnologia litio Carichi controllabili FV Batteria Carico Aux Cabina Micro SCADA Cos''è una smart city Cosa è una smart grid per una smart city'
è il cosiddetto «enabling factor» Il Caso dell''Ateneo Genovese Il monitoraggio in tempo reale delle utenze elettriche dell''Ateneo Genovese ha
permesso di disporre in tempo reale di informazioni dettagliate ed aggregate relative al
carico elettrico e ha fornito le basi per efficaci azioni di efficientamento energetico: ' Individuazione inefficienze e malfunzionamenti ' Individuazione ambiti e margini di risparmio; ' Conoscenza dei propri profili di carico >>>> migliorare gara acquisto EE ha consentito un risparmio sulla spesa per l''energia elettrica a carattere non solo
puntuale, ma consolidato nel tempo, mediante: ' Audit energetici ' formulazione e adozione di ''best practices'' ' Database su modalità di consumo per acquisto annuale energia Ha fornito un valido supporto per la predispoiszione di progetti di autoproduzione e
sperimentazione della gestione della domanda
Conclusioni e prospettive SMART BUILDING: Gestione Intelligente dell''Edificio GRAZIE DELL''ATTENZIONE Monitoraggio intelligente dei consumi elettrici dell''Ateneo Genovese A. Bagnasco, S. Massucco, F. Silvestro, A. Vinci Università degli Studi di Genova SAVE - Verona, 25 ottobre 2012 stefano.massucco@unige.it


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