Date post: | 18-Feb-2019 |
Category: |
Documents |
Upload: | nguyentuong |
View: | 217 times |
Download: | 0 times |
OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA IN AMBITO DOMESTICO E SISTEMI DI RICARICA INNOVATIVI PER AUTO ELETTRICA
Giulio Vivacqua (A2A), Eleonora Fratesi (Italdata), Roberto Pellegrini (ADB)
Partner di progetto:
In collaborazione con:
Finanziato da:
Obiettivi
• Introdurre strategie per la gestione dei consumi e della produzione al fine di ottimizzare costo e comfort
• Permettere all’utente di gestire in modo intuitivo i carichi elettrici
• Migliorare consapevolezza dell’utente sull’uso delle risorse e dei consumi
2
• Sviluppare una soluzione «domestica», facilmente replicabile su larga scala
• Retrofit su impianti e dispositivi esistenti (impianto FV, elettrodomestici standard)
• Soluzione modulare
3
Panoramica del dimostratore
• Abitazione residenziale con contratto di fornitura energia elettrica da 4,5 kW
• Impianto fotovoltaico da 4,5 kWp• Sistemi di ricarica• Smart Plug per monitoraggio consumi dei
principali elettrodomestici• Veicolo a trazione elettrica• Sistema di monitoraggio in cloud tramite
App e Web‐App• Logica di ottimizzazione dei flussi
energetici e algoritmo «antiscatto»• Gestione «smart» della ricarica
4
Architettura
EnergyManagement
System‐
Energy Information System
Smart MeterScambio
InverterFV
Ricarica EV
ADB HomeGateway con
logica antiscatto
Elettrodomestici monitorabili da remoto
SmartPlug
SmartMeterPV
BorsaElettrica
Rete Elettrica Distributore
Prosumer
ConcentratoreSM Indra
Richieste del DSO
PrevisioniMeteo
Wi‐Fi
Z‐Wave
MassimoComfort Minor
Costo
• Le Smart Plug sono collegate a elettrodomestici standard i cui processi non sono modulabili o interrompibili
• La stazione di ricarica costituisce l’unico dispositivi il cui processo è totalmente modulabile e interrompibile
• Profilo di carica basato su ottimizzazione EMS (dinamica lenta)
• Controllore locale per evitare lo scatto per sovraccaricodel contatore (dinamica veloce)
• Verifica rispetto dei limiti fisici impostati dal Wallbox
La gestione dei carichi elettrici
5
Gestione della ricarica EV
Previsionimeteo
Previsioniproduzione FV
Borsa elettrica
6
Richieste diDemand Response
Potenza erogatada stazione ricarica EV
Gestione richieste utente
Prenotazionericariche
Produzione FV
ContatoreDomestico
EMS in Cloud
Profilo EMS(T=15 min)
ADB HomeGateway con
logica antiscatto
Dati dal campo
(T =1 min)
Profilo logica anti-
scatto(T=1 min)
Profilo EMS(T=15 min)
Profilo a minima
potenza + vincoli interni
Test logica «antiscatto»
• Vincono della potenza contrattuale• Utilizzo del fotovoltaico per ricaricare a potenze elevate• Modulazione e interruzione della ricarica in presenza di altri carichi
7
0,00
1000,00
2000,00
3000,00
4000,00
5000,00
6000,00
7000,00
8000,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Potenza contrattuale
Profilo logica antiscatto
Contatore domestico
Fotovoltaico
Ricarica EV
Carico 2000W
Carico 5000W
P ISTAN
TANEA[kW]
T [min]
Test EMS – Mercato elettrico
8
0
50
100
150
200
250
300
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150 200 250 300
• Transizione scelta dell’utente tramite App
• Mercato elettrico simulato e con variazioni consistenti del prezzo dell’EE
STRATEGIA:
• Il profilo di ricarica viene correttamente modulato dall’EMS
• Ritardo di attuazione e calcolo fino a 15 min
T [min]
P RICAR
ICA[kW]
Prezzo EE [€/M
Wh]
Test EMS – Demand Response
9
• Transizione scelta dell’utente tramite App
• Incentivi da parte del DSO per riduzione di potenza simulati
• Valore degli incentivi non reale
STRATEGIA:
• Il profilo di ricarica viene correttamente modulato dall’EMS
• Ritardo di attuazione e calcolo fino a 15 min
T [min]
P RICAR
ICA[kW]
Incentivo DSO
[€]
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Architettura prototipo App‐Web App
10
Dati: database EIS centralizzatocon servizio in cloud per idispositivi HW (ADB) e dati perle ricariche elettriche (Ducati)
Fruizione: App Android/IOS eservizi di notifica Google/Apple
Integrazione: Funzioni API Rest
APP‐ Homepage
13
controllo immediato deiconsumi dell’ambientedomestico
consumi di potenza dei vari componenti collegati:
• contatore generale• pannello fotovoltaico• wallbox• 5 smart plug (forno,
frigorifero,ferro da stiro, lavatrice, lavastoviglie)
Dettaglio elemento
Homepage Monitoraggio
elementiRicarica veicolo
Previsioni
APP‐ Dettaglio
14
• Dettagli in base all’apparato selezionato
• Per le smart plug è possibile regolare una finestra temporale per determinare quando l’elemento elettrico dovrà rimanere acceso anche in una situazione in cui il sistema sarà in modalità «Minor Costo».
• Per la wallbox è presente anche l’identificativo dell’ultimo veicolo che ha effettuato una ricarica.
• un grafico di consumo orario (dall’inizio del corrente giorno all’ora in cui viene interrogato il sistema) sia per la potenza che per l’energia totale dell’elemento.
Dettaglio elemento
Homepage Monitoraggio
elementiRicarica veicolo
Previsioni
APP‐Monitoraggio
15
consumo apparati• periodo di riferimento• tipologia grafico • apparati
mercato elettrico
Dettaglio elemento
Homepage Monitoraggio
elementiRicarica veicolo
Previsioni
APP‐ Ricarica
16
prenotazione ricarica• data e ore di ricarica• dati aggiuntivi opzionali
(stato della batteria, KM..)
servizio notifica push su app
Dettaglio elemento
Homepage Monitoraggio
elementiRicarica veicolo
Previsioni
APP‐ Ricarica
17
Consultazione statistiche sulle ricariche effettuate
• energia ricaricata• durata media ricariche • % ricariche per periodo• % ricariche pubbliche
private
storico ricariche effettuate
tabella di dettagli (grafico di andamento della potenza erogata minuto per minuto)
Dettaglio elemento
Homepage Monitoraggio
elementiRicarica veicolo
Previsioni
APP‐ Previsioni
18
analisi e previsioni• contatore• fotovoltatico
Dettaglio elemento
Homepage Monitoraggio
elementiRicarica veicolo
Previsioni
Considerazioni conclusive
19
STRENGHTS WEAKNESSES
OPPORTUNITIES THREATS
• Sistema modulare in cloud• Retrofit su impianti esistenti• Valorizzazione fonte rinnovabile
per autoconsumi• Aumento consapevolezza e
interazione dell’utente• Migliorare la qualità del servizio
• Prototipazione architettura ICT• Configurazione e analisi sensibilità
dei parametri dell’Energy Management System
• Armonizzazione protocolli di comunicazione dei dispositivi
• Veicoli elettrici circolanti in Italia previsti al 2020: 130.000*.
• Impianti FV con potenza inferiore Al 31/12/2015: 228.267 impianti fotovoltaici «domestici», in aumento del 7,1% rispetto al 2014**
• Dinamica dei prezzi mercato elettrico poco variabile sul breve periodo
• Ad oggi non sono riconosciute remunerazioni all’utente per servizi di supporto alla rete
* Scenario di diffusione dell’auto elettrica, PNIRE, Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana – Aggiornamento 2015, 30 giugno 2016** Rapporto statistico 2015 Solare Fotovoltaico GSE www.gse.it