Risparmio energetico e nella bolletta: l'edificio di ENEA in grado di controllare i flussi energetici

Meno consumi e costi: ENEA sperimenta l'edificio intelligente

Il Centro Ricerche ENEA Casaccia in provincia di Roma ha sperimentato un nuovo prototipo di edificio intelligente capace di entrare in dialogo con la rete elettrica attraverso strumenti integrati con l'obiettivo di inserirsi nel programma “Ricerca di Sistema Elettrico”, finanziato dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica.

All'interno del fabbricato sono presenti anche dispositivi IoT che permettono di acquisire un grande numero di dati per rielaborare informazioni sui flussi energetici, il controllo e i consumi dell'edificio.

Un edificio reso smart anche per la sua flessibilità, infatti si adatta, attraverso sistemi di accumulo, all'energia elettrica disponibile prodotta dal fotovoltaico, alle richieste della rete elettrica o dei segnali di prezzo dell'energia di mercato.

Presso lo stesso fabbricato è stato sviluppato un primo proof-of-concept basato su tecnologia blockchain, poi replicato anche su IBSI (Italian Blockchain Services Infrastructure), un progetto sperimentale nato dalla collaborazione di soggetti del mondo pubblico e privato con l’intento di promuovere lo sviluppo di servizi di pubblica utilità.

La soluzione prevede che, a partire dai dati energetici monitorati, venga simulato un approccio innovativo in grado di stimolare i membri di una comunità energetica a comportamenti virtuosi, per incentivare l’autoconsumo di energia rinnovabile e la gestione flessibile degli edifici.

Il sistema funziona sulla base di dinamiche di premialità/penalità, incentrate sull’autoconsumo e sul PUN (Prezzo Unico Nazionale), il prezzo all'ingrosso dell’energia elettrica, e quantificate mediante token, da impiegare per certificare e valorizzare le transazioni energetiche virtuali tra i membri della comunità energetica.

Servizi flessibili, misurabili e adattivi grazie al vettore elettrico

“Per decarbonizzare il sistema energetico e conseguire gli obiettivi di neutralità climatica è necessario mettere in atto una progressiva sostituzione dei combustibili fossili, avvalendosi del contributo del vettore elettrico e delle fonti rinnovabili in modo energeticamente ed economicamente efficiente”, dichiara Claudia Meloni della Divisione Smart Energy di ENEA.

“In questo contesto – afferma inoltre– il vettore elettrico si presta, in particolare, alla realizzazione di servizi flessibili, adattivi, facilmente misurabili, integrabili e di conseguenza predisposti ad un nuovo modello di interazione con i fruitori di servizi energivori”.

Prototipo edificio intelligente ENEA: tecnologia blockchain in ottica di transizione energetica

Di seguito una breve intervista della redazione ai ricercatori arch. Claudia Meloni, tecnologo Sabrina Romano della Divisione Smart Energy di ENEA.

"Da dove nasce l’idea di questo nuovo prototipo di edificio intelligente e quali sono gli obbiettivi che si prefigge?"

Ricercatori (ENEA): "In Italia il settore civile rappresenta oltre il 45% del fabbisogno energetico nazionale , pertanto la riduzione dei consumi negli edifici rappresenta un obiettivo nazionale di primaria importanza sul quale si indirizzano molti provvedimenti, misure, strategie ed azioni.
In Enea, presso il Centro Ricerche della Casaccia, abbiamo realizzato un prototipo di edificio intelligente dotato di impianto fotovoltaico e batterie basato sull’impiego di sistemi di gestione avanzati, per testare differenti strategie di gestione e ottimizzazione energetica replicabile successivamente in contesti reali."

Energia elettrica: fonte rinnovabile e autoconsumo

"Quale ruolo ha l’energia elettrica in questo edificio-sistema?"

Ricercatori (ENEA): "L’energia elettrica “green” proveniente dall’impianto fotovoltaico, viene consumata dall’edificio direttamente nel momento in cui viene prodotta e la quota in eccesso viene accumulata in batterie per massimizzarne l’autoconsumo per ridurre notevolmente la necessità di scambio energetico con la rete elettrica al fine di ridurre i costi per gli utenti finali e, al tempo stesso, offrire alla rete una grande flessibilità, utilizzando gli stessi edifici come storage distribuito, in grado quindi di cedere energia per risolvere eventuali criticità della rete stessa, come congestioni o picchi di domanda."

"In che modo il fabbricato riesce a provvedere all’autoconsumo di energia rinnovabile e la gestione dei consumi energetici? Ci sono all’interno dispositivi IoT, in cosa consistono e a cosa servono all’interno del fabbricato?"

Ricercatori (ENEA): "L’edificio è stato dotato di sensori IoT per il monitoraggio real time dei parametri energetici e ambientali e sistemi di gestione avanzati che consentono di ottimizzare i flussi energetici del sistema edificio-impianti per l’abbattimento del consumo energetico o per la modulazione della richiesta energetica. Infatti, grazie all’interazione con i sistemi di accumulo, la richiesta energetica dell’edificio viene resa flessibile ed adattabile dinamicamente in funzione della produzione propria di energia derivante da fonti rinnovabili o dei segnali di prezzo dell’energia forniti dal mercato."

Tecnologia blockchain: in cosa consiste

"In cosa consiste la tecnologia blockchain inserita e come si riescono a promuovere dei servizi flessibili anche di pubblica utilità?"

Ricercatori (ENEA): "La blockchain è un database distribuito sul quale vengono archiviati transazioni e asset, in maniera pubblica e immutabile, basata su una rete di nodi in cui non esiste un’entità centrale di controllo e verifica.
In prospettiva questa tecnologia potrà certificare gli scambi di energia tra la rete e l’utente in modo trasparente ed immutabile, in grado di facilitare la partecipazione attiva degli utenti finali, regolare eventuali premialità e penalità̀ tramite “token” previsti in opportuni “smart contract” .

"In questo modo sarà anche possibile e fornire nuovi servizi agli utenti, infatti i token acquisiti, ad esempio, potranno essere scambiati con beni e servizi all’interno di una stessa community. L’obiettivo è proporre un modello che premia i comportamenti virtuosi dei membri della comunità energetica, incentivi l’autoconsumo e penalizzi al tempo il prelievo di energia in momenti della giornata inopportuni, ad esempio quando il prezzo dell’energia è più alto o non c’è disponibilità di energia green, contribuendo al tempo stesso alla stabilità e flessibilità della rete."

Pratiche virtuose in ottica di decarbonizzazione e transizione verde

"Come un edificio smart di questo tipo può incentivare a promuovere pratiche virtuose in ottica di decarbonizzazione e di transizione verde?"

Ricercatori (ENEA): "I vantaggi di questa gestione si riflettono sia sul fornitore che si assicura una maggiore sicurezza del sistema e minori costi infrastrutturali, sia sugli utenti a cui sono garantiti costi minori, grazie alla possibilità di scegliere di consumare energia quando costa meno, ridurre la potenza impiegata, accumulare o generare in proprio l’energia."