SiSteMi EleTTrici di PotenZa 08 GIUGNO 2015 Relatore: Ing. Anna Pinnarelli School for PhD LTL-2015 Science and Instrumentation Technologies at UNICAL Rende-

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1 SiSteMi EleTTrici di PotenZa 08 GIUGNO 2015 Relatore: Ing. Anna Pinnarelli School for PhD LTL-2015 Science and Instrumentation Technologies at UNICAL Rende- June 8-12, 2015 UNICAL Via P. Bucci Rende, 87036 (Cs) PHONE +39 0984 496104 WEB www.phd-siace.unical.it

2 Laboratorio di Sistemi Elettrici per le Energie Rinnovabili (LASEER) Responsabile Scientifico: Prof. Daniele Menniti Assegnisti di ricerca Burgio Alessandro Brusco Giovanni Butera Geni Mollo Francesco Addottorandi Belli Grazia Barone Giuseppe Motta Michele Vizza Pasquale Il laboratorio LASEER sezione del Laboratorio LASER del DIMEG dell’Università della Calabria svolge attività di ricerca e di didattica nei diversi settori della produzione, trasporto, distribuzione e utilizzazione dell'energia elettrica, con particolare riferimento alle smart grids e alle micro grids. L'attività è coordinata con il Gruppo Universitario Sistemi Elettrici per l'Energia (GUSEE) ed è condotta nell'ambito di lavori di ricerca nazionali e internazionali, anche in collaborazione con altri enti di ricerca e partner industriali. Ricercatori Anna Pinnarelli Nicola Sorrentino Contrattisti La Regina Francesco Frascà Vincenzo School for PhD LTL-2015

3 Linee di ricerca: -Modelli e algoritmi di pianificazione e di gestione di un sistema elettrico di potenza -Sistemi di controllo decentralizzato e distribuito -Apparati elettronici di potenza per l’integrazione a rete di sistemi di generazione da fonte rinnovabile -Dispositivi di filtraggio attivo e compensazione (Dispositivi custom –FACTS) -Modelli di Mercato Elettrico SMART GRID – SMART CITIES – SMART COMMUNITIES School for PhD LTL-2015

4 SMART GRID

5 School for PhD LTL-2015 SMART GRID

6 Progetti di ricerca nazionali: - MICROPERLA(Programma di Energie Rinnovabili e Micro-Cogenerazione per l’Agroindustria) Il progetto (finanziato dal MIUR attraverso il PON 01_01840) mira a realizzare cicli energetici innovativi per il settore agroindustriale, grazie a sistemi flessibili di piccola taglia per l'autoproduzione di energia dal gas prodotto a partire dagli scarti agro-industriali e dall'energia solare con cogenerazione ad alta efficienza. Nell’ambito del progetto, il Gruppo LASEER dell’Università della Calabria è impegnato nella ricerca e realizzazione di un dispositivo di interfaccia tra un motore Stirling e la rete elettrica nazionale, al fine di realizzare un prototipo su scala pilota e integrare più cogeneratori in una rete elettrica intelligente (Smartgrid). School for PhD LTL-2015

7 Stufa a pellet Sistema solare a concentrazione Sistema di Interfaccia Stirling Rete

8 Progetti di ricerca nazionali: - RES NOVAE(Reti, Energia, Strade - Nuovi Obiettivi Virtuosi per l’Ambiente e l’Energia) Il progetto (finanziato dal MIUR attraverso il PON 04a2_E) ha l’obiettivo di sviluppare una rete intelligente per una gestione avanzata ed efficiente dei flussi energetici, allo scopo di offrire servizi nuovi e dinamici ai cittadini e alla pubblica amministrazione. Nell’ambito del progetto, Gruppo LASEER dell’Università della Calabria è impegnato nella ricerca e realizzazione di un prototipo di Smart User Network (SUN) che consente di integrare tipologie di utenze in corrente continua ed alternata, ma anche sistemi di produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile e tradizionale e gli ormai indispensabili sistemi di accumulo. School for PhD LTL-2015

9 Tale schema permette di avere sempre la stessa interfaccia al variare della tipologia di generatore e di fonte rinnovabile utilizzata e consente di integrare facilmente sistemi di accumulo. Smart User Network (RES NOVAE) PEI BUS DC

10 Progetti di ricerca nazionali: - SCADA(Sistema Integrato di comando, controllo, protezione e supervisione di processi di produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica da fonti rinnovabili e non, con interfaccia – periferiche verso campo dei processi, atto all’utilizzo razionale dell’energia elettrica) Il progetto(finanziato dal MIUR attraverso il PON 01_02582) consiste nello sviluppo di una piattaforma base SW Scada Energy Edition applicata ad una piattaforma HW per l’elaborazione di sistemi applicativi ed integrazione di scenari atti a supervisionare e controllare processi produttivi di trasmissione e distribuzione di energie, in ambiente smartgrids. Nell’ambito del progetto, Gruppo LASEER dell’Università della Calabria è impegnato nell’implementazione della piattaforma secondo lo standard IEC 61850. School for PhD LTL-2015

11 SMART GRID e IEC 61850 La caratteristica che rende possibile ed efficiente il funzionamento di una Smart Grid è la capacità dei nodi della rete di comunicare fra di loro. Il protocollo IEC 61850 permette di rappresentare le caratteristiche e i parametri dei nodi di una rete, siano essi semplici o complessi, descrivendone la struttura e definendone gli attributi di controllo. Il tutto in uno standard condiviso che consente la comunicazione, basata sul web, anche fra device eterogenei. School for PhD LTL-2015

12 Progetti di ricerca nazionali: - DOMUS(Sistemi Domotici per il Servizio di Brokeraggio Energetico Cooperativo) Il progetto (finanziato dal MIUR attraverso il PON 03PE_00050) si pone l’obiettivo di realizzare un ambiente per lo scambio di energia elettrica e termica tra produttori e consumatori che solidalmente, acquistano/vendono l’energia sul mercato, secondo un modello cooperativo. Tale servizio, grazie all'apertura del mercato dell’energia anche agli utenti, è un’evoluzione ulteriore dei moderni aggregatori, finalizzata alla costituzione di distretti energetici le cui utenze (attive e/o passive) non necessariamente devono far parte della medesima rete di distribuzione. In tale ambito si fa ampio utilizzo dell’infrastruttura di comunicazione e delle tecnologie ICT per ottenere dei distretti energetici virtuali molto più ampi di quelli fisicamente sottesi alla medesima rete. School for PhD LTL-2015

13 Energy Surplus Energy Deficit CEP DSO Local Electricity Market (day ahead hourly based) Physical transactions Economic transactions National Electricity Market Auction inside the VED DISTRETTO ENERGETICO VIRTUALE

14 School for PhD LTL-2015 DISTRETTO ENERGETICO VIRTUALE COORDINATORE DI COALIZIONE Prosumer POD C.L. Controllore locale C.L.

15 Progetti di ricerca nazionali: - PROGETTO POLO NET Il Progetto POLO NET ( POR – Calabria FESR 2007/2013) in cui il Gruppo LASEER dell’Università della Calabria è impegnato, ha come obiettivo la realizzazione di un sistema energetico innovativo e autosufficiente che ottemperi alle necessità energetiche delle utenze del settore residenziale e/o delle PMI e/o degli uffici pubblici attraverso lo sviluppo di un modello per smart communities energeticamente autosufficiente e alimentato da biogas di piccola taglia. A ciò, si affianca una pianificazione della riduzione di costi di produzione e gestione di energia e calore; una promozione della risoluzione del problema sociale e ambientale della gestione e smaltimento dei rifiuti, quindi, un miglioramento delle condizioni ambientali a tutela del territorio. School for PhD LTL-2015

16 SMART COMMUNITY SMART GRID SMART CITY PON Microperla PON Res Novae & DOMUS Progetti H2020

17 Progetti di ricerca Europei: -Call H2020 SCC01 «Smart Cities & Communities» SMUVIDIPLA SMUVIDIPLA As the Energy and ICT can create local development in disadvantaged areas allowing the overcoming of territorial physical limits -Call H2020 EE06 «Demand Response in Blocks of Buildings» DRESSEs DRESSEs A smart-grid-ready energy management and Demand REsponse Solution based on electricity Storage to optimize Energy flows in and among buildings -Call H2020 EE11 «New ICT-based solutions for energy efficiency» SmartHabits Using ICT to Discover Habit Changes with High Energy-Saving Potential and Disseminate them within Energy Consumer Communities School for PhD LTL-2015

18 EE06: Demand Response EE11: ICT & User SCC01: Energy, ICT & Mobility School for PhD LTL-2015 & ICT