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Innovative Technology for District Heating and Cooling

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Teleriscaldamento e teleraffreddamento intelligenti per una maggiore efficienza energetica

Il raggiungimento degli obiettivi climatici, pur mantenendo una crescita economica sostenibile e la coesione sociale, richiede una rivoluzione nel modo in cui operiamo in molteplici settori. Un progetto introduce un netto cambio di passo per una maggiore efficienza energetica.

Energia

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

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