Teleriscaldamento e teleraffreddamento intelligenti per una maggiore efficienza energetica
Se l’Unione europea vuole raggiungere la sua tabella di marcia per l’energia finalizzata alla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra dell’80-95 % entro il 2050 (rispetto ai livelli del 1990), deve accelerare i piani per una maggiore efficienza energetica. Un approccio sostenibile e a lungo termine al teleriscaldamento e teleraffreddamento (DHC) fa parte del completamento di tale trasformazione. Il progetto InDeal, sostenuto dall’UE, offre una soluzione che distribuisce il DHC tra gli edifici della rete (miscela localizzata di residenziale e commerciale). Il sistema basato su una piattaforma online consente il monitoraggio 24 ore su 24 degli impianti di produzione e delle sottostazioni e, sfruttando contatori intelligenti basati sull’intelligenza artificiale (IA), migliora l’efficienza riducendo la sovrapproduzione del 30-50 %. A ciò si è accompagnato lo sviluppo di previsioni meteorologiche a breve termine per la previsione della domanda e la modellazione dello stoccaggio, basato su algoritmi di apprendimento profondo. Inoltre, sono state create due soluzioni di raccolta dell’energia per alimentare i sensori. Il progetto ha altresì creato un materiale isolante con conducibilità termica ridotta dell’11 % rispetto al poliuretano standard industriale (PUR), insieme ad un nuovo giunto per tubi, rendendo le installazioni più rapide e semplici. Gestione intelligente Mentre lo sviluppo futuro dei sistemi DHC dovrà includere il risparmio energetico e le tecnologie di conservazione, una delle sfide principali sarà l’integrazione di queste in un più ampio sistema energetico intelligente che copra le energie rinnovabili, i rifiuti e lo stoccaggio. Inoltre, la stragrande maggioranza degli attuali sistemi DHC è controllata manualmente, riducendo l’efficienza a causa di sviste gestionali e operazioni imprecise. Ad esempio, un controllo impreciso della temperatura dell’ambiente e dell’acqua fa sì che gli edifici siano scarsamente o eccessivamente riscaldati, con conseguente spreco di energia. InDeal ha adottato l’IA in modo da modellare le incertezze per una migliore comprensione e conoscenza dei sistemi fisici, portando a strategie di controllo energeticamente efficienti. «Siamo rimasti sorpresi dall’efficacia degli algoritmi di apprendimento profondo per modellare i componenti energetici delle reti DHC. Ci hanno permesso di sostituire i lenti strumenti di simulazione basati su equazioni analitiche», afferma il ricercatore di progetto Serafeim Moustakidis. Il sistema è stato progettato per essere facilmente integrato nella maggior parte degli attuali sistemi DHC. Ad esempio, l’infrastruttura avanzata di misurazione proposta può essere installata nella maggior parte degli impianti di produzione e delle loro sottostazioni, ed è in grado di comunicare con la maggior parte dei contatori già presenti (rendendoli tutti «intelligenti»). Il sistema InDeal e i suoi componenti sono stati convalidati sia in condizioni di laboratorio, che in condizioni reali presso due siti pilota (la rete di teleriscaldamento a Vransko, in Slovenia e le reti DHC a Montpellier, Francia). Verso le soluzioni energetiche a basse emissioni di carbonio del 2050 Oggi il settore DHC è considerato un’industria verde, dal momento che mediamente l’86 % del calore per il teleriscaldamento in Europa proviene da una combinazione di fonti riciclate e rinnovabili. Tuttavia, non si sfrutta appieno il potenziale del settore, che rappresenta solo il 10 % del mercato delle energie rinnovabili. InDeal aiuta a gettare le basi per realizzare questo potenziale. «Siamo orgogliosi del sistema di supporto alle decisioni potenziato dall’intelligenza artificiale, basato su un quadro avanzato di controllo gerarchico e modellizzazione. Anche di fornire una soluzione olistica che affronta le sfide che includono: strategie di controllo, strumenti di previsione della domanda energetica, nuovi materiali isolanti, sistemi di tubazioni, soluzioni di raccolta dell’energia e contatori intelligenti», afferma il coordinatore del progetto, il prof. Nicos Karcanias. Le prossime fasi del progetto comprendono la dimostrazione dell’efficienza dei sistemi per periodi di tempo più lunghi (1-2 anni) e il miglioramento continuo della tecnologia basato sui dati. I potenziali clienti includono i partner del progetto, i gestori di rete SERM ed ENERGETIKA. Il team è già in contatto con operatori interessati in Polonia e Francia.
Parole chiave
InDeal, distretto, raffreddamento, riscaldamento, energia, rinnovabili, rifiuti, stoccaggio, contatori intelligenti, intelligenza artificiale, algoritmi
