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Progetto ComESTo: produzione delle nanoGrid per la gestione dell’energia

Da sx: Simone Tegas, e-distribuzione, Project Manager del progetto ComESto; Riccardo Basosi, Università di Siena, Rappresentante Italiano per Horizon 2020 e SET Plan EU; Daniele Menniti, Università della Calabria, Responsabile Scientifico del progetto ComESto; Giorgio Graditi, ENEA, vice-Direttore Dipartimento tecnologie energetiche, Coordinatore del CTS del Cluster Tecnologico Nazionale Energia e Presidente MEDENER

Obiettivo del progetto – firmato dall’Università della Calabria e da e-distribuzione, oltre che da partner universitari, scientifici e aziendali – è di avviare in Calabria, Puglia e Campania la produzione delle nanogrid, innovativo sistema di gestione dell’energia a «vocazione» Green Economy per l‘implementazione delle «Comunità energetiche»

 

 

Si chiama «Community Energy Storage: Gestione aggregata dei sistemi di accumulo dell’energia in Power Cloud» (in breve ComESto) ed è l’innovativo progetto di ricerca per la Gestione aggregata dei sistemi di accumulo dell’energia finanziato dal MIUR e dall’Unione Europea nell’ambito della Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale del PON 2014-2020. Il progetto, firmato dall’Università della Calabria, in qualità di responsabile scientifico, e da e-distribuzione, capofila, si avvale di un importante partenariato composto dall’Università di Siena, di Bari e dalla Politecnica delle Marche, oltre a enti di ricerca quali ENEA e Fondazione Bruno Kessler, e grandi aziende e piccole e medie imprese. L’obiettivo del progetto: avviare in Calabria, Puglia e Campania la produzione delle nanogrid, tecnologie abilitanti per la concreta implementazione di quelle che sono ormai note come «Comunità Energetiche».

Alla presentazione ufficiale, avvenuta il 12 novembre presso la sala Auditorium del GSE a Roma, si è sottolineato come il progetto miri allo sviluppo, alla produzione ed alla commercializzazione di nuove tecnologie nell’ambito della Green Economy.

Tra queste, la principale è appunto la nanoGrid, un innovativo sistema di gestione dell’energia, nato e sviluppato nei laboratori dell’Università della Calabria che, come ha sottolineato alla presentazione di Roma il prof. Riccardo Basosi, Rappresentante Italiano per il MIUR in Horizon 2020 e SET Plan EU,rappresenta la soluzione evoluta di un sistema ibrido integrato capace di gestire contemporaneamente diverse tipologie di generazione elettrica e di accumulo energetico coinvolgendo i cittadini utenti sia nella forma di consumatori finali che di produttori (da rinnovabili)” aggiungendo inoltre come il “Progetto Nazionale ComESto si inserisce molto bene nelle linee strategiche europee sulla ricerca energetica orientate a raggiungere al 2050 la condizione di «emissioni zero» attraverso lo sviluppo di Piani Nazionali Clima/Energia. ComESto – ha inoltre sottolineato – valorizza, su scala territoriale locale, i due pilastri della sostenibilità ambientale rappresentati dall’efficienza energetica e dalle rinnovabili che sono alla base del Piano Strategico Tecnologico dell’Energia (SET Plan UE)”.

A confermare il ruolo strategico del progetto è stato anche il prof. Daniele Menniti Ordinario di Sistemi Elettrici per l’Energia all’Università della Calabria e Responsabile Scientifico del progetto, che ha descritto l’obiettivo di “mettere al centro del processo di transizione il cittadino, quale “attore consapevole e proattivo”, che gestisce le proprie risorse energetiche (fonti energetiche rinnovabili, sistemi di accumulo ecc.) e i propri consumi al fine di consentire la massimizzazione dell’autoconsumo della comunità energetica alla quale appartiene”. E questo grazie allo sviluppo di “tecnologie abilitanti che possano, contemporaneamente, dar luogo ad un’importante opportunità di sviluppo economico e crescita occupazionale per gli stati membri della Comunità Europea. In particolare – ha spiegato Mennitisi tratta di sviluppare soluzioni evolute di sistemi ibridi, denominati nanoGrid, che a livello di singolo utente sono in grado di integrare tra loro, in un unico sistema, diverse fonti rinnovabili e differenti tipologie di accumulo. La digitalizzazione del sistema energetico e, in particolare, delle reti di distribuzione consentirà di sfruttare le peculiarità delle nanoGrid che, dotate di intelligenza locale, potranno essere tra loro coordinate al fine di realizzare un sistema di generazione e di accumulo virtuale, basato su più sistemi di generazione e/o di accumulo distribuiti. Grazie alle nanoGrid e alla possibilità di poter essere coordinate tra loro, si potranno gestire opportunamente i flussi di potenza tra i vari utenti connessi alla rete, al fine di massimizzare così l’auto consumo dell’intera «Comunità Energetica».

Giorgio Graditi, vice-Direttore Dipartimento Tecnologie Energetiche dell’ENEA, Coordinatore del CTS del Cluster Tecnologico Nazionale Energia e Presidente MEDENER nel suo intervento ha descritto il ruolo del progetto ComESto, che “si colloca perfettamente nell’ambito della roadmap tecnologica e di sviluppo definita dal Piano di Azione Triennale del Cluster Tecnologico Nazionale Energia, riconosciuto dal MIUR con Decreto Direttoriale n. 466 del 14 marzo 2019. Infatti – ha continuato – le tematiche di ricerca afferenti allo sviluppo di tecnologie innovative di accumulo energetico inclusi i relativi sistemi di gestione e controllo, nonché all’implementazione di metodologie avanzate di misurazione e gestione dei dati energetici e delle informazioni, rivestono un ruolo centrale nel contesto degli ambiti tecnologici definiti dal suddetto Piano di Azione. Il dominio tecnologico comune è quello dei processi energetici Fonte/Utilizzazione orientati ad offrire maggiore flessibilità di rete e ad ampliare l’offerta dei servizi all’utente finale ed al distributore” ha concluso Graditi.

L’ing. Simone Tegas, Project Manager di e-distribuzione, capofila del progetto dal canto suo ha spiegato: “Forte di una partnership di alto livello e di un budget di circa 10 milioni di euro, il progetto ComESto mira alla sperimentazione in condizioni reali di una «Community Energy Storage» e delle sue possibili interazioni col sistema elettrico, in un percorso evolutivo che parte dalle tecnologie da adottare e arriva fino al coinvolgimento degli utenti passando attraverso lo sviluppo di nuove metodologie per la pianificazione della rete elettrica di distribuzione. Tutto ciò – ha continuato – sarà possibile grazie a una solida base rappresentata dall’integrazione e dalla complementarietà, in termini di conoscenze e competenze, tra partner del mondo dell’impresa (grandi aziende e PMI) e della ricerca che garantiranno, da un lato, la risposta adeguata a richieste industriali e di mercato attraverso lo sviluppo di nuove tecnologie e, dall’altro, la possibilità di sperimentarle e validarle rendendo virtuoso il ciclo della ricerca, della valorizzazione dei risultati, del trasferimento tecnologico e dello sviluppo industriale” ha concluso Tegas. 

A chiusura della giornata due tavole rotonde

La prima tavola rotonda, attraverso il confronto di esperti provenienti dal mondo della ricerca (ENSIEL, FBK, RSE), dell’impresa (Evolvere, e-Distribuzione) e dell’associazionismo  (AIEE, Coordinamento FREE), si è interrogata su «Il futuro della Rete Elettrica tra Tecnologie Abilitanti e Smartizzazione».

Da sx: Domenico Villacci, Presidente consorzio ENSIEL; Anna Pinnarelli, Università della Calabria; GB Zorzoli, Presidente Coordinamento FREE; Maurizio Delfanti, Amministratore Delegato RSE; Luigi Crema, Fondazione Bruno Kessler, Responsabile Unità ARES

La seconda ha riguardato l’«avanzamento degli obiettivi della ricerca».

Da sx: Anna Pinnarelli, Università della Calabria, Domenico Cimmino, Evolvere, R&D and Innovation Technology Manager; GB Zorzoli, Presidente Coordinamento FREE; Michele Giovannini, e-distribuzione, Responsabile Unità Progetti Finanziati

[ Roberta Di Giuli ]

 

 

[ Sintesi del progetto Community Energy Storage ]

Il progetto ComESto (Community Energy Storage. Gestione aggregata di sistemi di accumulo dell’energia in Power Cloud) si inserisce – in linea con le principali priorità settoriali tecnologiche definite a livello Europeo (EUS, SET-Plan, Clean Energy Package) e Nazionale (SEN, PNR 2015-2010, SNSI, S3) per l’Area di Specializzazione Energia – nell’ambito delle azioni e degli interventi indirizzati ad avvicinare l’utente finale (EConsumers, EProducers e/o EProsumers), in genere titolare di piccole utenze civili, ai mercati dell’energia all’ingrosso e al dettaglio, fornendo loro una maggiore conoscenza e consapevolezza delle proprie esigenze di consumo (carichi) e dei benefici derivanti dall’utilizzo distribuito e capillare delle FER, e consentendogli, nel contempo, una gestione evoluta e «smart» del binomio produzione-domanda e una partecipazione attiva al sistema energetico nel suo complesso. Tematica già evidenziata dalla Commissione Europea, con una comunicazione ad hoc del luglio 2015 dal titolo «Delivering a New Deal for Energy Consumers» («New Deal»).

Ipotizzando, realisticamente, una diffusione massiva e distribuita di sistemi d’accumulo prevalentemente presso i clienti finali, il progetto si pone l’obiettivo di realizzare un sistema di accumulo distribuito relativo ad una comunità di utenti e gestito in forma aggregata, in cui sono coinvolti Energy Prosumers e Energy Consumers e i cui impianti sono gestiti in tempo reale utilizzando programmi di Demand Response (DR) capaci di coordinarsi con i sistemi di generazione da FER e gli accumuli degli Energy Producer che fanno parte  della community.

L’obiettivo è rendere l’utente finale «attore consapevole e proattivo» della gestione dei propri consumi, massimizzando l’uso di energia derivante da FER ed ottimizzando il processo produzione-domanda, al fine di conseguire una maggiore efficienza, e quindi una convenienza economica negli usi finali dell’energia.

Si intende raggiungere l’obiettivo attraverso sistemi energetici integrati e flessibili (nanoGrid, figura 1), l’uso di batterie e differenti sistemi di accumulo (storage distribuito) e anche attraverso il coinvolgimento degli utenti di città che, in genere, non possono assumere (per ragioni prevalentemente legate alla non disponibilità di spazi e superfici idonee per l’installazione di impianti di generazione da FER e di sistemi di accumulo dell’energia prodotta) il ruolo di EProsumer, ma solo quello di Consumer.

Figura 1: nanoGrid (nGfHA)

Attraverso l’utilizzo di una nanogrid anche per i EConsumers, infatti, è possibile mettere a sistema, con conseguenti vantaggi economici in termini di consumi, le potenzialità dei sistemi di accumulo, della DR e dei sistemi domotici che determinano le funzionalità delle «smart home».

Il pieno coinvolgimento degli Energy Consumer ubicati nelle città e dotati di adeguati sistemi di accumulo aggregati in «ComESto», coordinati con i sistemi di generazione da FER (di Producers e Prosumers) da parte di un Aggregatore (che svolge esclusivamente una funzione di carattere commerciale) è, pertanto, uno degli aspetti di rilievo del progetto.

L’aggregazione e la gestione di sistemi d’accumulo distribuiti è possibile sin da subito, nel rispetto delle vigenti regole del mercato libero dell’energia, in una prospettiva di «comunità» (Community Energy Storage), e dunque solo sotto il profilo commerciale dell’energia, per massimizzare il ritorno economico della generazione distribuita da FER di EProducers e di cittadini EProsumers/EConsumers.

In linea con le priorità delle agende strategiche della ricerca a livello nazionale ed europeo e con le traiettorie tecnologiche prioritarie dell’Area di Specializzazione Energia, ComESto si muove nella direzione di:

  • Sperimentare, realizzare e validare un sistema ibrido per utenze singole di potenza non superiore ai 5kW (tipicamente abitazioni civili), ovvero una nGfHA (nanoGrid for Home Applications)[9] [10];
  • all’individuare le tipologie di sistemi di accumulo (per servizi di potenza e di energia), più adatte alle applicazioni delle nanoGrid e sperimentare soluzioni innovative presso EConsumers, EProducer e/o EProsumers, per l’utilizzo «behind the meter», che sono aggregati in «ComESto»;
  • all’implementare modelli e algoritmi per una gestione aggregata di sistemi di accumulo distribuiti presso EConsumers, EProducers ed EProsumers, basati sull’utilizzo di sistemi domotici e brokeraggio energetico cooperativo e sull’ipotesi di aggregazione della domanda;
  • sviluppare metodologie per analisi tecnico/economiche necessarie alla pianificazione della rete elettrica sulla base di scenari evolutivi in ambito Smart Grids e finalizzate alla identificazione ottima dei nuovi interventi di rete;
  • guardare allo sviluppo dell’infrastruttura elettrica come fattore abilitante dei nuovi comportamenti efficienti di consumo, favorendo un concreto e ulteriore coinvolgimento dei cittadini, la diffusione delle FER e lo sviluppo sostenibile delle aree urbane;
  • coinvolgere direttamente l’utenza finale che da semplice Users può, e deve, diventare attore del processo di decarbonizzazione del sistema energetico.