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Un sistema di controllo intelligente incrementa l’efficienza delle reti di teleriscaldamento

Un progetto finanziato dall’UE ha presentato un controllore di rete intelligente che ottimizza l’efficienza energetica a livello distrettuale. Algoritmi di autoapprendimento e intelligenza artificiale che operano tra la rete e gli edifici contribuiscono a massimizzare lo sfruttamento del calore di scarto e delle fonti di energia rinnovabile.

Energia

Il teleriscaldamento è una soluzione collaudata per la fornitura di servizi di riscaldamento, raffreddamento e gestione dell’acqua calda. Esso viene generato in un sito centralizzato e viene trasportato mediante una rete di tubazioni a consumatori residenziali, commerciali o industriali. Ciascuna rete integra fonti flessibili di energia rinnovabile a basse emissioni di carbonio. Dato che la fornitura di riscaldamento centrale tramite energia solare non è sufficiente per sostituire i combustibili fossili, sono necessarie altre fonti di riscaldamento sostenibile come, ad esempio, il calore residuo proveniente da processi industriali o da energia geotermica. Per far fronte al problema della limitata disponibilità di calore sostenibile è imprescindibile bilanciare l’offerta e la domanda in tale settore. È qui che entra in gioco il progetto STORM, finanziato dall’UE, che ha riunito partner industriali e accademici per coordinare lo sviluppo del sistema di controllo STORM. «Il sistema intelligente sposta la domanda di calore verso momenti in cui è disponibile energia sostenibile, ottimizzando così l’efficienza della rete di riscaldamento», osserva Johan Desmedt, coordinatore del progetto. Nel complesso, il sistema di controllo STORM è una struttura per una gestione d’avanguardia della tecnologia per il calore di rete intelligente. Esso comprende moduli per la previsione, la pianificazione e il dispacciamento delle operazioni relative alla gestione della domanda a beneficio dell’intera catena del valore, in tutta la gamma di azioni che va dalla produzione al consumo di calore, passando per la distribuzione.

Molteplici strategie di controllo

La tecnologia sviluppata da STORM si avvale di diverse strategie di controllo. «Grazie al livellamento delle punte di carico, essa riduce la domanda di calore nelle ore di punta, così da evitare picchi di consumo. Inoltre, la nostra tecnologia interagisce con il mercato dell’elettricità: il sistema è infatti in grado di spostare la domanda di calore verso tariffe elettriche ridotte per orari non di punta, garantendo comfort e prezzi inferiori. Infine, essa effettua il bilanciamento delle celle ed è in grado di risolvere i problemi di rete a livello locale», spiega Desmedt. «Per di più, sulla base della previsione del prezzo dell’energia elettrica, il sistema di controllo STORM è in grado di spostare la domanda di calore così da adeguarla a prezzi spot più elevati, incrementando di conseguenza il profitto di vendita dell’elettricità», aggiunge Desmedt.

Il teleriscaldamento abbraccia la trasformazione digitale

La digitalizzazione sta promuovendo il teleriscaldamento su più livelli, quali quelli della produzione, della distribuzione e del consumo di calore. Basato su algoritmi di autoapprendimento, il sistema di controllo STORM è una delle innovazioni digitali più nuove che mette insieme tutti i pezzi del puzzle. «Il sistema di controllo STORM consente agli edifici di comunicare tra loro in tempo reale e di scambiare informazioni con i sistemi di produzione e distribuzione energetica in merito alla disponibilità di fonti di energia specifiche in ogni momento. Il sistema è inoltre in grado di apprendere autonomamente, rendendo l’intero sistema energetico più efficiente nel tempo», osserva Desmedt. Di conseguenza, esso consente di realizzare sistemi di riscaldamento e raffreddamento sostenibili utilizzando fonti a basse emissioni, con minori costi operativi. Il sistema di controllo STORM è stato sperimentato e testato in due siti di dimostrazione, mettendo in mostra l’enorme potenziale di cui il settore del teleriscaldamento dispone per abbracciare la trasformazione digitale. Ad Heerlen, nei Paesi Bassi, Mijnwater è una rete geotermica a bassa temperatura che funge da fonte di energia rinnovabile e deposito per il riscaldamento e il raffreddamento. Le miniere sono collegate a una rete energetica di supporto che mette in contatto una serie di gruppi di edifici. L’obiettivo di STORM era incrementare la capacità strutturale di rifornire più gruppi di edifici. Nel complesso, il sistema di controllo STORM ha consentito di incrementare la capacità dal 37 % al 49 % e di aumentare l’efficienza del livellamento delle punte di carico (17,3 %). A Rottne, in Svezia, una piccola rete di teleriscaldamento costituita da circa 200 consumatori si basa principalmente su due caldaie a biocombustibile, che sono integrate da una caldaia tradizionale a gasolio per l’utilizzo del carico di punta come riserva. L’obiettivo di GOAL era ridurre al minimo l’impiego di gasolio nelle ore di punta e ottimizzare l’efficienza delle caldaie a biocombustibile. I test hanno dimostrato una diminuzione del livellamento delle punte di carico pari al 12,75 % rispetto allo scenario di riferimento.

Parole chiave

STORM, sistema di controllo STORM, teleriscaldamento, livellamento delle punte di carico, autoapprendimento, energia rinnovabile, trasformazione digitale, bilanciamento delle celle

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