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Progetto SMARTPOLYGEN - Evento intermedio

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La presentazione è stata realizzata in occasione dell'evento di metà progetto del cluster SMARTPOLYGEN, che si è svolto il 20 settembre 2019.

SMARTPOLYGEN è un progetto cluster top-down che mira alla realizzazione di un prototipo di microrete energetica intelligente e alla verifica delle modalità con cui il processo di produzione e utilizzo dell'energia elettrica all'interno delle aziende può essere migliorato secondo un'ottica di gestione smart.

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Progetto SMARTPOLYGEN - Evento intermedio

  1. 1. 1Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Progetto Cluster Top-Down SMARTPOLYGEN Sviluppo di Microreti Polienergetiche Intelligenti Emilio Ghiani 20 Settembre 2019, Aula Magna Facoltà di Ingegneria, Cagliari Progetto finanziato con fondi POR FESR 2014/2020 - ASSE PRIORITARIO I "RICERCASCIENTIFICA, SVILUPPO TECNOLOGICO E INNOVAZIONE".
  2. 2. 2Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 SMARTPOLYGEN ✓ Ricerca e lo sviluppo di architetture di rete per la produzione di energia elettrica in isole polienergetiche stand alone e connesse alla rete. ✓ Sviluppo di applicazioni per Smart City, distretti energetici e local energy communities con impianti minieolici e fotovoltaici, organizzate in microreti intelligenti (Smart Microgrid). ✓ Realizzazione di un prototipo di microrete intelligente e delle modalità con cui il processo di produzione e utilizzo dell’energia elettrica all’interno delle aziende può essere migliorato secondo un’ottica di gestione rispondente al paradigma delle Smart Grid.
  3. 3. 3Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 DEFINIZIONE DI MICRORETE Una microrete è un sistema di ridotte dimensioni per la produzione e distribuzione di energia elettrica e termica, costituito da un insieme di carichi e sorgenti di energia che operano sinergicamente come una singola entità controllabile, al fine di fornire in maniera ottimizzata energia elettrica e calore agli utenti presenti all’area servita. Impianto FV Inverter Carichi Elettrici/Elettronici Inverter Generatore a biomassa Minieolico Micro-grid controller Gruppo Elettrogeno Boiler elettrico Inverter Rete Elettrica pubblica Sistema di Accumulo
  4. 4. 4Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 TIPOLOGIE DI MICRORETI Source: Microgrid Institute
  5. 5. 5Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 COSA NON E’ UNA MICRORETE Le tre caratteristiche fondamentali delle Microgrid: carico locale, generazione apprezzabile, e controllo intelligente.
  6. 6. 6Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 MOTIVAZIONI PER L’USO DELLE MICRORETI • Riduzione prelievi dalla rete → Riduzione spesa energia con ottimizzazione autoconsumo • Autoproduzione di energia elettrica + calore con FER → Riduzione emissioni CO2 • Possibilità di funzionare in isola → Maggior affidabilità • Vendita diretta produttore-consumatore → Risparmio tasse e oneri di sistema (scambio tra pari)
  7. 7. 7Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 GESTIONE FONTI RINNOVABILI 0 0.50 1.0 1.5 2.0 2.5 PVplantpoweroutput[MW] hours Time PVpowerOutput[MW] 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 Time WindpowerOutput[MW]
  8. 8. 8Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 Load PV Wind Battery Charge/Discharge Grid Exchange Battery State of Charge 00:00 12:00 00:00 00:00 12:00 P(kW) Time Day 1 Day 2 BatterySOC Photovoltaic Distribution Network Inverter Load Inverter Inverter Battery Storage Mini Wind DMS/EMS Microgrid controller Energy links Communication links Diesel generator PCC
  9. 9. 9Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 OBIETTIVI DEL PROGETTO ✓ Definizione di modelli delle risorse energetiche distribuite e della rete elettrica di distribuzione adottando un approccio innovativo basato sull’integrazione tra sistema elettrico, sistema di controllo e sistema di comunicazione; ✓ Implementazione e validazione dei sistemi per la gestione e il controllo della microrete (Smart Microgrid), che siano innovativi con particolare riferimento sia alle architetture dell’Energy Management System (EMS) e dei sistemi di comunicazione, che alle funzioni orientate alla gestione e al controllo delle risorse energetiche distribuite e della rete in condizioni di normale funzionamento e di emergenza; ✓ Individuazione dell’architettura del sistema di comunicazione (sfruttando tecnologie innovative wired/wireless) e del sistema di controllo necessario; ✓ Acquisizione di dati e risultati sperimentali sulle prestazioni delle soluzioni proposte per la definizione di adeguati business cases in collaborazione con le aziende partner ✓ Alta formazione di personale tecnico specializzato nella conduzione e nella progettazione e sviluppo delle microreti; ✓ Incremento della ricerca di base e applicata nel settore dei sistemi elettrici e delle smart grid.
  10. 10. 10Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 RISULTATI ATTESI ✓ Realizzazione di report e documenti tecnici su: ➢ attività di ricerca per la modellazione dei componenti e definizione architettura microrete ➢ attività di ricerca per il sistema di controllo ➢ risultati delle simulazioni con simulatori e sul prototipo reale ✓ Sviluppo dell'architettura dell’Energy Management System (EMS) per il controllo ottimo della microrete sia in modalità grid connected che in isola e per la gestione in emergenza ✓ Sviluppo di un prototipo di una microrete e simulazione su diversi casi di studio
  11. 11. 11Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 PIANO DI LAVORO Il progetto di ricerca è articolato su 4 ‘Working Package’ (WP), per la durata complessiva di circa 30 mesi. ✓ WP.1 -Realizzazione fisica della Smart Microgrid ✓ WP.2 - Studio e sviluppo di sistemi innovativi per la gestione e il controllo della Smart Microgrid ✓ WP.3 - Validazione su simulatori e su prototipo microrete ✓ WP.4 - Divulgazione dei risultati e formazione imprese
  12. 12. 12Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 WP.1 REALIZZAZIONE SMART MICROGRID
  13. 13. 13Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 WP.1 REALIZZAZIONE SMART MICROGRID
  14. 14. 14Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 WP.2 - SISTEMI PER LA GESTIONE E IL CONTROLLO DELLA MICROGRID Profilo di carico giornaliero, mensile e annuale Schema Microrete
  15. 15. 15Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 WP.2 - SISTEMI PER LA GESTIONE E IL CONTROLLO DELLA MICROGRID IMMISSIONE PRELIEVO Impianto FV Carichi Elettrici Micro-grid controller Rete Elettrica pubblica Batterie SensoriSensori Sensori Sensori Circuiti di potenza Circuiti di comunicazione e controllo
  16. 16. 16Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 BORSE DI RICERCA (TRASFERIMENTO TECNOLOGICO) Andrea Giordano Ing. Elettrico Sviluppo di modelli e algoritmi per il controllo di microreti Giorgio Demurtas Ing. Elettrico Implementazione degli algoritmi di controllo della microrete su PLC Salvatore Deserra Ing. Energetico Sviluppo di metodologie per l’ottimizzazione di sistemi di accumulo per impianti eolici e microreti Dino Lenzini Ing. Civile Edile Sviluppo di metodologie di gestione e ottimizzazione per Net Zero Energy Buildings (NZEB)
  17. 17. 17Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 IMPRESE PARTNER e …………………...... vi aspettiamo !Building Technology Facilities S.r.l.s.
  18. 18. 18Emilio Ghiani Evento Intermedio, 20/09/2019 Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Grazie per l’attenzione Info & Contacts: Ing. Emilio Ghiani Phone: 070 6755872 Email: emilio.ghiani@diee.unica.it

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