Il progetto Navicelli SmartGrids
Giovandomenico Caridi – Navicelli di Pisa
Sandra Scalari – Enel Ingegneria e Innovazione
L’obiettivo del progetto
Il progetto nasce per dimostrare la fattibilità tecnica della gestione
delle reti termiche ed elettriche di un distretto energetico di tipo
terziario-industriale.
Il sistema di gestione è in grado di interagire con la rete elettrica di
distribuzione attraverso segnali di tipo tecnico-economici, per
l’ottimizzazione energetica locale e la fornitura di servizi alla rete in
un’ottica di struttura integrata SmartGrid.
I partner del progetto, costituiti in ATS
q NAVICELLI DI PISA SpA (capofila)
q Sviluppo Navicelli SpA
q Enel Ingegneria e Innovazione Area Tecnica Ricerca
q DESE - Università degli Studi di PISA
(con la collaborazione di DC-Università degli Studi di Siena)
q PIN S.c.r.l Servizi Didattici e scientifici per l’Università di
Firenze
q SDI SpA
q CSA – Centro Servizi Artigianato
Finanziato nell’ambito del POR-FESR Toscano 2007 -2013
Ø Budget Totale di Progetto: 2,62 M€
Ø Finanziamento GI: 40%
Il sito Navicelli
La società Navicelli di Pisa SpA gestisce il canale
dei Navicelli e le aree demaniali adiacenti ad esso.
E’ una società pubblica i cui soci sono:
• Comune di Pisa
• Provincia di Pisa
• Camera di Commercio di Pisa
Attualmente operano nell’area 15 operatori,
prevalente cantieri navali, alcuni con concessione
su aree demaniali, altre su aree private.
Il sito produttivo è in fase di certificazione come
area APEA
(Area Produttiva Ecologicamente Attrezzata)
L’area produttiva
• Estensione Totale: ~550.000 m2 à 1.000.000 m2
• 15 cantieri inizialmente presenti à 50 nuove realtà
produttive
• 500 unità interne + 1000 unità esterne
Obiettivi del progetto
q Analisi e simulazione dell’integrazione nella rete di distribuzione di MT
della produzione distribuita da fonti rinnovabili e cogenerative.
q Analisi e simulazione della gestione ottimizzata all’interno delle singole
realtà produttive della generazione distribuita, dei carichi e dei sistemi
di accumulo elettrici e termici (hub energetico).
q Studio, simulazione e progettazione di dispositivi di compensazione
per il miglioramento della qualità dell’energia, in relazione ai particolari
processi produttivi locali.
q Progettazione e realizzazione di un sistema di ottimizzazione di più
unità produttive nell’ottica di una interazione innovativa con il mercato
elettrico (rete locale).
q Realizzazione dimostrativa, nel contesto attuale del mercato elettrico,
con riferimento a uno o più operatori dell’area Navicelli.
La struttura e i tempi del progetto
ANNO 1
1
OO1 – UNIPI
Pianificazione rete termica e elettrica
OO1
OO2
OO2 ENEL
Strategie di Gestione
OO3– UNIPI
Dispositivo
Compensazione
OO3
OO4
OO4 – PIN
Accumulo termico
OO5 – SDI
Sistema di gestione
ottimizzata
OO5
OO6
OO6 – NAVIPI
Test nel sito dimostrativo
OO7
OO8
OO8 – NAVIPI
Disseminazione dei risultati
OO7 – CNA
Gestione e Rendicontazione
2
3
4
5
6
7
ANNO 2
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
L’hub energetico
L’hub energetico è costituito da
utenti di tipo terziario-industriale,
ciascuno dei quali ha le seguenti
caratteristiche:
• E’ dotato di una propria
connessione alla rete
• Può essere dotato di sistemi di
generazione e/o di accumulo
• E’ dotato di un sistema di controllo
(carichi, generazione,.)
• Comunica con un sistema di
controllo dell’hub energetico, dal
quale riceve indicazioni per la
propria ottimizzazione
• Il sistema di controllo dell’hub
energetico può scambiare
informazioni con il sistema di
controllo della rete in un’ottica di
smart grid.
Pianificazione rete elettrica e termica
Caratterizzazione dell'area dei Navicelli per valutare le
potenzialità di sfruttamento di fonti rinnovabili (fotovoltaico,
eolico, cogenerazione e biomasse) ed i fabbisogni energetici
Definizione di scenari di
simulazione basati sulle ipotesi
di sviluppo dell’area e
identificazione dello scenario di
dimostrazione che si baserà su
quanto realmente disponibile
nella fase realizzativa.
Impianti realizzati
FV
Impianti autorizzati
Pensilina FV
20 KW
Microeolico
6 KW
Barriere fonoassorbenti con FV
integrato
4,9 kW
Impianto FV su tetto*
200 kW
Impianto FV (Toscana energia)
3,7 MW
Pensiline FV*
1 MW
Studio e sviluppo delle strategie di gestione
Funzione ObiettivoàMassimizzare il guadagno di esercizio (=Ricavi–Costi)
dell’aggregato attraverso una definita gestione delle variabili manipolabili.
q Ricavi
• Costi evitati di acquisto dell’energia: valorizzazione economica dell’energia che è stata
prodotta e auto-consumata in loco, in base alla mancata tariffa di acquisto
• Ricavi da vendita delle eccedenze (alla rete o a un soggetto terzo): valorizzazione economica
dell’energia che è stata prodotta ma non auto-consumata in loco, in quanto eccedente rispetto
alle esigenze del carico locale, in base alle tariffe di vendita
• Eventuali incentivi in conto esercizio (Certificati Verdi, Conto Energia, ….)
q Costi
• Combustibile
• Oneri di O&M
• Costi assicurativi e fiscali
q Variabili manipolabili
• Il dispacciamento della potenza elettrica attiva e reattiva delle unità di produzione (solo
curtailment nel caso di sistemi di produzione “non programmabili” come il fotovoltaico o
l’eolico) e della potenza termica dei sistemi di produzione del calore e del freddo;
• Il Demand Side Management: capacità di agire su quote di carico differibili nel tempo o
modulabili in ampiezza;
• Eventuali sistemi di accumulo energetico.
Studio e sviluppo delle strategie di gestione
Algoritmo di ottimizzazione preliminare sviluppato
q Ipotesi
Modello che prevede più "stabilimenti" allacciati a una rete di media tensione radiale.
Ogni stabilimento può avere al suo interno cogenerazione, carichi elettrici e termici, produzione eolica e
fotovoltaica, dispositivi di accumulo elettrico e termico.
q Dati di ingresso
Carichi, dati strutturali dei vari componenti, prezzi orari del gas (con le accise distinte x tipologia d'uso:
cogenerazione, defiscalizzato, caldaia integrazione) e dell'energia acquistata/ceduta ( con eventuali
incentivi)
q Cosa fa
Su base temporale del quarto d’ora dispaccia la potenza attiva e reattiva della produzione e degli
accumuli in modo da massimizzare l'utile dell'aggregato, nel rispetto dei vincoli sotto indicati
q Vincoli
•
Di massimo flusso sulle linee
•
Di tensione sui nodi di rete
•
Di capability dei generatori
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
