Software intelligente per un riscaldamento più sostenibile
I sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento esistono sin dai tempi dei Romani, ma i DHC moderni solitamente distribuiscono il calore dagli impianti di generazione di energia elettrica per riscaldare o raffreddare case, appartamenti e interi isolati urbani. Questi sistemi variano per quanto riguarda metodi, efficienza ed efficacia e spesso non sono ottimizzati per l’efficienza o non soddisfano le esigenze degli utenti finali. Il progetto OPTi si è prefisso di incrementare l’efficienza dei sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento e risparmiare l’energia da loro utilizzata, riducendo al contempo i costi relativi a infrastrutture e attrezzature. L’iniziativa si è incentrata sull’efficienza in termini di benefici economici, carichi di punta ridotti e comfort per gli utenti finali. «L’obiettivo del progetto OPTi era rendere l’energia disponibile nel posto giusto, al momento giusto e nella giusta quantità, evitando allo stesso tempo grandi investimenti in nuove attrezzature», afferma il prof. Wolfgang Birk, coordinatore di OPTi. «Ottimizzando gli attuali sistemi con approcci di controllo intelligente, possiamo risparmiare energia ed evitare di utilizzare fonti energetiche non rispettose dell’ambiente, soddisfacendo comunque il fabbisogno di energia degli utenti finali.» Costruire e testare una struttura DHC I ricercatori del progetto hanno sviluppato una struttura OPTi costituita da un insieme di strumenti software che consentono ai gestori e ai progettisti di DHC di modellare, analizzare e controllare i sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento attuali e in cantiere. Insieme, questi strumenti porteranno a una miglior progettazione dei sistemi DHC e a un miglior controllo sui sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento attuali. L’iniziativa è cominciata mediante un’indagine e una verifica per quanto concerne lo stato della tecnica nei sistemi DHC, con otto casi d’uso definiti dettagliatamente. Grazie a queste informazioni, OPTi ha individuato cinque indicatori di rendimento chiave utilizzati successivamente dai ricercatori per valutare i loro sforzi per il resto del progetto. Essi hanno inoltre definito requisiti funzionali e non funzionali per la loro struttura, di cui uno dei più importanti componenti è l’ambiente virtuale OPTi-Sim, che i ricercatori hanno impiegato per testare e modellare diversi approcci per ottimizzare i sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento. Utilizzando OPTi-Sim, i ricercatori hanno potuto provare nuovi metodi e approcci senza incorrere in elevati costi per i materiali o interferire con i sistemi esistenti. L’ambiente virtuale è inoltre attualmente impiegato da alcune aziende operanti nel settore DHC per testare nuovi metodi. «Un importante strumento è la virtualizzazione dei sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento reali in un ambiente di simulazione, che ci consente di studiare i sistemi attuali e i sistemi migliorati in un ambiente sicuro», osserva il prof. Birk. «Siamo stati in grado di verificare approcci più radicali che, nella vita reale, non ci si arrischierebbe a utilizzare.» Un altro aspetto della struttura OPTi è uno strumento di previsione, che è stato testato da varie aziende partner. IBM si sta ora avvalendo di questo approccio di previsione come parte dei servizi offerti alle aziende di pubblici servizi in Europa. OPTi ha anche sviluppato un sistema chiamato Virtual Knob al fine di fornire agli utenti il controllo del proprio comfort termico, provandolo in un ampio edificio adibito a uffici in Svezia. Un altro risultato del progetto è un sistema di gestione della domanda migliorato. La gestione della domanda si riferisce a cambiamenti nell’utilizzo dell’elettricità o del calore da parte degli utenti finali e può essere amministrata da sistemi quali contatori di elettricità intelligenti o misure di riduzione del carico. Promozione della struttura OPTi ha condiviso fortemente i propri risultati e scoperte mediante materiale promozionale e un sito web relativi al progetto, oltre ad attività divulgative tra cui presentazioni, visite, pubblicazioni ed eventi industriali. Il progetto ha inoltre organizzato un workshop a Sydney nel quadro della conferenza IEEE SmartGridComm del 2016. Birk afferma che molti degli strumenti sviluppati nel corso del progetto OPTi stanno iniziando ad avere un uso commerciale grazie a partenariati industriali istituiti nell’ambito del progetto. «I nostri partner Luleå Energi AB e Sampol stanno attualmente pianificando l’attuazione di alcune delle attività sviluppate durante il progetto OPTi», commenta il professore. «Tutti i nostri partner industriali stanno già sfruttando i risultati nella propria sfera operativa, mentre noi abbiamo delle discussioni in corso con le parti interessate al fine di immettere alcune delle attività sul mercato.» Inoltre, le innovazioni e le scoperte accademiche del progetto non rimarranno inutilizzate. «Sono già stati avviati nuovi progetti di ricerca che hanno ulteriormente sviluppato i risultati ottenuti e migliorato le loro funzionalità», afferma Birk, che aggiunge: «Ad esempio, un nuovo progetto sta ora affrontando alcune delle limitazioni che interessano l’ambiente virtuale OPTi-Sim.»
Parole chiave
OPTi, DHC, energia, teleriscaldamento e teleraffreddamento, OPTi-Sim, termico
