Progetto PERSICO: Efficientamento energetico

Intervento realizzato avvalendosi del finanziamento POR – Obiettivo “Incremento dell’attività di innovazione delle imprese” Parte FESR fondo europeo di sviluppo regionale 2014-2020. 

Azione 1.1.4 “Sostegno alle attività collaborative di R&S per lo sviluppo di nuove tecnologie sostenibili, di nuovi prodotti e servizi”

Sfide sull’efficientamento energetico

La tematica dell’efficientamento energetico degli impianti e più in generale l’ottimizzazione energetica intesa come riduzione degli sprechi e dei consumi sta diventando sempre più importante, sia per quanto riguarda la riduzione di emissioni nell’atmosfera sia per quanto riguarda il consumo di risorse e l’abbattimento dei costi di gestione. Spesso, però, sprechi e consumi sono esagerati in quanto la maggior parte della volte non vi è una completa conoscenza dell’ambiente. Essendo ormai tutti gli ambienti legati alle attività umane dotati di impianti tecnologici (illuminazione, condizionamento, etc), adeguare il funzionamento di tali impianti in base a regole dinamiche che tengano conto di tutte le variabili ambientali possibili (presenza, orari delle attività, condizioni meteorologiche, etc), eventualmente anche in maniera previsionale, può ridurre significativamente l’utilizzo delle risorse energetiche necessarie al funzionamento degli impianti stessi. 

Come gestire il problema dell’efficientamento energetico in ambito residenziale e GDO? 

Il progetto PERSICO mira in particolare a gestire il problema dell’efficientamento energetico in ambito residenziale e della grande distribuzione organizzata (GDO). 

Esso si pone infatti come obiettivo la realizzazione di una piattaforma in grado di svolgere le predette funzioni e costituita da:

→ un sistema in cloud per la gestione della parte infrastrutturale;

→ una piattaforma web per la gestione della parte applicativa;

→ da una centralina di raccolta dati e controllo per l’interfacciamento verso i sensori installati nell’impianto.

Questa soluzione integrata permetterà sia un controllo dell’impianto basato su regole di decisione automatica, su regole di intelligenza artificiale, sia un controllo diretto da parte degli operatori che gestiscono o fruiscono dell’impianto stesso.

L’idea progettuale prevede dunque di migliorare l’efficienza energetica in vari ambiti (residenziale e commerciale) tramite l’uso di tecnologie ICT ed elettroniche grazie a reti distribuite di sensori che raccolgono dati analizzati da algoritmi di intelligenza artificiale, i quali permettono poi di agire sull’impianto per migliorarne la resa in termini energetici. 

Il progetto IoT per l’efficientamento energetico

Il progetto prevede due fasi:la 1° fase (dal 05-08-2019 al 15-07-2020), terminata, e la 2° fase (dal 16-07-2019 al 01-02-2021) ancora in via di realizzazione. 

 Il progetto prevede la seguente struttura condensata di Work Package (WP):

1. WP1 – DEFINIZIONE DEI REQUISITI E DELLE SPECIFICHE;
2. WP2 – REALIZZAZIONE DEI PROTOTIPI (realizzazione piattaforma multiprotocollo, piattaforma Cloud);
3. WP3 –TEST DEL PROTOTIPO nello scenario residenziale, della grande distribuzione e in altri ambiti applicativi.

1. E’ necessario innanzitutto conoscere lo stato degli impianti per poterne verificare i consumi, le modalità di funzionamento ed un insieme di altri parametri; è necessario inoltre conoscere anche il contesto installativo in cui si trovano, le modalità operative da parte dei fruitori e altri fattori ambientali che possono concorrere al buono o cattivo funzionamento degli impianti stessi. Tali aspetti infatti possono influire in maniera non trascurabile sui consumi energetici poiché azioni umane sulla regolazione dell’impianto, apparentemente non correlate ai consumi, possono comunque influire sul modo non trascurabile sulle dinamiche di funzionamento.
2. A partire da questa base di conoscenze deterministiche è possibile modellare gli impianti e utilizzando tecniche di intelligenza artificiale è possibile identificare i punti di intervento al fine di migliorarne la resa energetica in termini di consumi, utilizzo e manutenzione. In molti casi però, specialmente nel caso di impianti datati, non è possibile reperire tali informazioni in maniera semplice: spesso gli impianti dispongono solo di una centralina di controllo locale e non connessa in rete.Si devono quindi introdurre negli impianti dei sensori che permettano di acquisire i valori dei parametri di funzionamento. Inoltre ,specialmente negli impianti di grosse dimensioni, un parte dei dati risulta disponibile ma fornita da componenti che dialogano con protocolli di comunicazione diversi a cui bisogna sommare quanto acquisito tramite i sensori. È quindi necessario avere un sistema unico di raccolta dati che permetta di interfacciarsi verso l’impianto gestendo i vari protocolli di comunicazione e di arricchire i dati d’impianto con informazioni provenienti da altre fonti che permettano anche di aumentare la conoscenza dell’ambiente.
3. E’ importante infine testare il prototipo in un ambiente fisico in grado di riprodurre lo scenario residenziale, della grande distribuzione e stilare anche un report finale con l’analisi dei risultati dei test per la valutazione dell’impatto del nuovo prodotto su altri scenari oltre a quelli già evidenziati. 

Conclusioni e sfide verso la sostenibilità

L’innovatività del progetto PERSICO riguardante le tecniche di classificazione utilizzate per l’analisi dei dati è fornita dalla loro applicazione nel problema dell’ottimizzazione dell’efficienza energetica. Queste tecniche normalmente non vengono utilizzate nel mondo della controllistica ma diversi studi dell’Università degli Studi di Verona hanno permesso di ottenere ottimi risultati anche in questo campo.

1. Inoltre l’utilizzo di tecniche di intelligenza artificiale permette di evidenziare correlazioni di dati provenienti da fonti diverse e tipicamente non convenzionalmente utilizzate nell’ambito della manutenzione di impianti.
2. L’utilizzo di sensoristica integrata con esportazione di dati in cloud permette inoltre di correlare informazioni che normalmente sono slegate tra loro o addirittura non disponibili in maniera semplice e aggregata per la consultazione e l’interpretazione.
3. L’integrazione con l’ERP aziendale fornisce una ulteriore base di dati per affinare la conoscenza e la successiva ottimizzazione del funzionamento degli impianti.

Ad esempio, considerare le modalità di afflusso dei clienti in un punto vendita della GDO in base a dati sia storici che operativi disponibili sull’ERP (presenza di promozioni, stagionalità dei prodotti e loro stoccaggio, orari di maggior afflusso) unito al monitoraggio e controllo in tempo reale degli impianti permette di poter adeguare il funzionamento degli stessi in maniera dinamica permettendo così un notevole risparmio di risorse, sia a livello energetico che di usura.

Il sistema che si otterrà alla fine delle attività di PERSICO potrà essere applicato (con opportuni adeguamenti) ad altri ambiti industriali che presentino necessità simili; oltre all’efficientamento energetico, è comunque pensabile infatti che la conoscenza precisa dei parametri ambientali possa contribuire a una migliore qualità della vita all’interno degli edifici sia residenziali che industriali.

È inoltre ipotizzabile che il sistema, variando le regole di decisione automatica e la parte di sensori/attuatori possa trovare applicazione, ad esempio nell’ambito agricolo, permettendo ad esempio di ottimizzare l’irrigazione in base ai parametri sia meteorologici che ambientali

nell’ambito industriale, oltre che per la parte di efficientamento energetico, anche per ciò che riguarda la qualità dell’ambiente di lavoro. 

ll progetto, avviato nell’agosto 2019, coinvolge tre aziende e l’Università degli Studi di Verona : EDALAB Srl (capofila), MANUTHERM Srl, TEKSERVICE Srl.

Al progetto è stato assegnato un contributo complessivo di € 289.460,20 a fronte di una spesa di € 299.460,20 per la durata dell’intero progetto prevista in 18 mesi. 

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