Tecnologie
Comunità energetiche rinnovabili:
ottimizzazione integrata
Il progetto interviene su una delle filiere tecnologiche attualmente più promettenti per la transizione energetica: le comunità energetiche rinnovabili. Le CER rendono possibile il passaggio ad un modello decentrato e diffuso dei sistemi di produzione dell’energia, consentendo una condivisione dell’energia medesima prodotta da fonti rinnovabili garantendo un elevato fattore di autoconsumo complessivo. In questo ambito sono noti da tempo i benefici energetici conseguibili con l’integrazione di sistemi di accumulo elettrici all’interno di sistemi di produzione (ad es. FV) basati su fonti rinnovabili. Quando la condivisione si estende all’energia termica occorre prevedere all’interno delle CER anche accumuli termici per ottimizzare l’autoconsumo della comunità. L’utilizzo di pompe di calore elettriche permette di accoppiare il modo elettrico a quello termico nell’ambito delle CER aprendo nuovi scenari di ottimizzazione.
Sfide e opportunità:
serbatoi termici e comunità energetiche
I nuovi serbatoi di accumulo termico, basati su materiali a cambiamento di fase termochimici e paraffinici, possono avere importanti prospettive di mercato nel settore HVAC.
Una apertura interessante che si può generare a valle del progetto è quella che prevede l’abbinamento delle CER a condivisione elettrica con le reti di riscaldamento urbano. In questo contesto le pompe di calore giocano un ruolo importante per l’accoppiamento tra rete elettrica CER e teleriscaldamento. Questo punto è molto interessante soprattutto in una Regione quale l’Emilia-Romagna che dispone di numerose reti di riscaldamento urbano al servizio del proprio territorio.
I temi della ricerca permetteranno di accelerare il processo di transizione energetica in corso attraverso la progressiva sostituzione dei tradizionali sistemi energetici con sistemi di comunità maggiormente integrati, decentrati e flessibili. Le CER di nuova generazione sono in grado di favorire lo sfruttamento delle fonti rinnovabili, ridurre l’impatto ambientale connesso al servizio energetico erogato e permettere il recupero del calore e dei surplus di energia elettrica dai distretti industriali.
Ottimizzazione accumulo termico:
resilienza e sviluppo industriale
Lo studio di nuovi sistemi di accumulo termico e dell’ottimizzazione dell’utilizzo di quelli elettrici è di rilievo centrale in quanto il ruolo di tali componenti permette di migliorare la resilienza delle reti energetiche e la loro efficienza complessiva in particolare quando si vuole valorizzare fonti rinnovabili fortemente discontinue.
La diffusione delle nuove CER permetterà di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, di alleggerire la rete elettrica nazionale da carichi locali che verranno gestiti massimizzandone l’autoconsumo, di aumentare il livello di sicurezza delle forniture e di contrastare la povertà energetica adottando una logica di supporto energetico legato ai meccanismi della condivisione.
Risultati
SACER permetterà di testare nuove soluzioni per una gestione più efficiente di Comunità Energetiche Rinnovabili e Gruppi di Autoconsumo Collettivo di nuova generazione.
Serbatoi di accumulo termico innovativi
In primo luogo, saranno introdotti innovativi serbatoi di accumulo termico basati su materiali termochimici ed a cambiamento di fase da utilizzare in combinazione con pompe di calore elettriche per realizzare un efficiente interscambio tra surplus di energia elettrica e di calore. Tale attività verrà realizzata con la collaborazione di aziende regionali che producono tali componenti per sistemi HVAC tradizionali.
Profilazione energetica oraria
dei consumi
Sarà introdotta una nuova profilazione su base oraria dei regimi di consumo e/o produzione di energia elettrica e termica per diverse tipologie di utenze attraverso una mirata campagna sperimentale combinata all’adozione di modelli di machine learning applicati a database esistenti.
Posizione accumuli
studio CER
In parallelo, sarà prodotto lo studio del comportamento della CER al variare della posizione degli accumuli elettrici (centralizzati/delocalizzati) all’interno della rete in base alla tipologia di utenze collegate. Un focus sarà dedicato al problema dell’ottimizzazione dell’efficienza degli accumuli elettrici grazie allo sviluppo di sistemi di raffreddamento dedicati. Sarà introdotta e perfezionata la stesura di linee guida sulle CER di nuova generazione.
Applicativo IT
ad accesso libero
Sarà introdotta e perfezionata la stesura di linee guida sulle CER di nuova generazione. Sarà introdotto un applicativo IT ad accesso libero che permetta di calcolare le prestazioni di una CER di seconda generazione a seguito dell’adozione dei sistemi di accumulo termici ed elettrici messi a punto durante il progetto, consentendone la modellazione a partire dalla creazione dei profili di produzione/consumo associati ai diversi utenti della Comunità stessa.