La Sapienza - Università di Roma

La gran parte dell'energia elettrica viene oggi prodotta da grandi centrali alimentate da fonti non rinnovabili. Il prodotto finale erogato non è solo energia utile, ma anche sostanze di scarto inquinanti di difficile smaltimento. Questo scenario è destinato a cambiare rapidamente.
La soluzione di impianti centralizzati di grandi dimensioni lascerà spazio a scenari con produzione di energia distribuita, differenziata e consumata in loco tramite piccoli impianti tradizionali o alimentati da fonti energetiche nuove e rinnovabili che immettono energia elettrica in rete, producono idrogeno, riscaldano e raffreddano appartamenti, o anche interi isolati o aree urbanizzate.
Lo scenario può essere visto come una rete interconnessa, in cui ogni nodo è utilizzatore o produttore di energia (elettrica, calore o freddo). Una rete ha privilegi indiscussi rispetto ad un approccio centralizzato: Disponibilità, Efficienza, Sicurezza, Risparmio (stimato, da studi internazionali, tra 20 e 30%) e Riduzione dei gas climalteranti. L'obiettivo principale è quello di formare professionalità in grado di progettare, realizzare e testare la struttura, la gestione e i servizi di una Rete Distribuita di consumatori e produttori di Energia elettrica e termica (RDE). Verranno studiate le analogie e le differenze con il mondo delle telecomunicazioni, in cui l'elemento scambiato è l'informazione e non l'energia. I servizi erogati nelle reti di telecomunicazioni sono molto simili a quelli necessari nelle RDE: Qualità del Servizio, Congestion Control, Admission Control, Reazione ai guasti, Prevenzione dei guasti, Routing ottimo.
Le analogie tra reti distribuite di energia e reti di telecomunicazioni "peer to peer" suggeriscono di ereditare i protocolli già studiati nel settore delle ICT e progettarli in modo da supplire alle nuove problematiche delle RDE, quali: disponibilità, bassi tempi di risposta domanda/offerta, gestione delle anomalie (blackout, sovratensioni, ecc.). Il prodotto atteso è un package impiantistico di gestione, personalizzabile dall'utilizzatore in quanto flessibile e modulare, in grado di controllare ed ottimizzare la produzione, la distribuzione, l'impiego di energia all'interno della rete costituita facendo ricorso alle tecnologie del settore delle telecomunicazioni. È inoltre prevista la creazione di pacchetti di impianti diversificati in funzione degli standard delle utenze finali: grande distribuzione, ospedali, alberghi, pubblica amministrazione, grosse utenze urbane, istituti di credito, centri sportivi.
Da un'analisi dei dati di ACEA sulle potenze impegnate e sui consumi elettrici di 4.000 utenti, che acquistano energia elettrica sul mercato libero, risulta che le grandi utenze (circa 1.500 tra ospedali, centri commerciali, istituti di credito, alberghi ed il settore delle comunicazioni) sono caratterizzate per un 28% da impegni di potenza dell'ordine di 350 kWe, per un 54% da impegni di potenza dell'ordine di 750 kWe e per il rimanente 18% da impegni di potenza superiore ai 1000 kWe. Proiettando tali dati a livello nazionale, ci si aspetta un mercato potenziale di 80.000 utenti di cui 30.000 sono le grandi utenze (circa 8.400 utenze con potenza di circa 350 kWe e 16.200 con potenze di circa 750 kWe). Il mercato potenziale delle utenze che impegnano potenze tra i 120 kWe ed i 240 kWe è orientato invece ad almeno il 10% degli utenti del mercato libero ed alle utenze aggregate del mercato vincolato tipo i Condomini. Per quanto attiene ai tempi di ingresso del prodotto finale sul mercato, essi sono attesi nel medio termine (da 4 a 5 anni) a seguito della industrializzazione dei prototipi risultati dalla ricerca. La proposta progettuale fa riferimento a componenti impiantistici di varia taglia già disponibili sul mercato e la novità principale della fase di ricerca e sviluppo riguarda la ingegnerizzazione dello strumento di controllo (Network & Building Automation) secondo schemi ottimizzati sotto il profilo funzionale ed economico. Vengono infine potenziati i programmi di formazione di nuove figure professionali (ESCO, Energy Manager, Gestori di Rete).