Il principale obiettivo del progetto Smart Domo Grid è stato quello di “evidenziare la fattibilità tecnologica di una smart grid, mostrandone le potenzialità – spiega l’ingegner Giovanni Accetta di A2A.

Ci illustri Smart Domo Grid e i risultati più importanti ottenuti.
I risultati del progetto vanno suddivisi tra gli effetti sui comportamenti di consumo delle famiglie e le indicazioni per la società di distribuzione. Le famiglie hanno avuto a disposizione un’applicazione DEMS (Domestic Energy Management System) per il governo di elettrodomestici intelligenti(frigorifero, lavastoviglie, lavatrice), integrata con un innovativo sistema tariffario virtuale suddiviso in 4 fasce di prezzo. Tramite un algoritmo le tariffe venivano mediate tutti i giorni, ora per ora, con la previsione di produzione di energia degli impianti fotovoltaici domestici (per le famiglie che disponevano di un simile impianto). L’utente veniva incentivato a pianificare la messa in funzione degli elettrodomestici nel momento in cui l’applicazione suggeriva il costo più basso. L’applicazione inoltre indicava il consumo di acqua, di energia e di costo per ogni ciclo di lavaggio della macchina. Il risultato più importante è che la tecnologia funziona: le famiglie tendono a programmare l’utilizzo dei loro elettrodomestici secondo quanto suggerito dal DEMS e sono entusiaste dell’idea di poter organizzare tutto utilizzando una applicazione.
Per quanto riguarda il distributore, il progetto ha dimostrato che questo tipo di catena tecnologica ne aumenta notevolmente la capacità di conoscere ciò che sta accadendo nella sua rete e di governarla. Le utenze coinvolte in una richiesta di peak shaving, per evitare una probabile congestione, hanno risposto diminuendo i propri consumi nelle ore richieste dal distributore.

Che tipo di interventi avete dovuto realizzare sulla rete?
Abbiamo trasformato la rete in una vera smart grid. Innanzitutto avevamo bisogno di una infrastruttura di comunicazione veloce, e quindi abbiamo implementato una rete BPL (Broadband on Power Lines, banda larga che sfrutta cavi elettrici). Le utenze coinvolte sono state dotate di smart meter di seconda generazione in grado di misurare in tempo reale i flussi energetici scambiati sulla rete. Abbiamo poi installato 5 sistemi di storage presso altrettante famiglie per l’accumulo dell’energia prodotta con il fotovoltaico e 6 inverter FV con funzionalità innovative. Inoltre abbiamo predisposto degli apparati che fossero in grado di modificare le condizioni di funzionamento della rete elettrica di bassa tensione. Come uno storage in cabina secondaria di tipo power intensive in grado di migliorare la qualità della tensione e quindi del servizio erogato agli utenti o, sempre in cabina secondaria, 10 interruttori di nuova generazione in grado di misurare i flussi energetici ed essere telecontrollati da remoto. Sono state inoltre utilizzate due piattaforme informatiche: il DEMS per gli utenti e l’STS (Smart Transformer Substation) per il distributore. Tramite questa piattaforma il distributore riesce a capire costantemente cosa sta succedendo sui cavi di bassa tensione e riesce a prevedere se ci potranno essere congestioni. Nel caso individui la probabilità di congestione, ad esempio su un cavo di bassa tensione, il sistema chiederà alle utenze servite da quel cavo di spostare i propri consumi in altri momenti della giornata.

Che tipo di contatore è stato utilizzato?
Il contatore elettronico utilizzato è prodotto dalla società spagnola INDRA, nostra partner in altri progetti di ricerca. È stato scelto perché molto flessibile in quanto basato su moduli. Per ogni punto di misura è presente un modulo che permette di misurare i principali parametri elettrici (tensione, corrente, potenze e energie). Nel caso di più punti di misura, ad esempio in contesti condominiali, tutti questi moduli sono connessi tra loro e i loro dati sono archiviati in un concentratore locale dove risiede “l’intelligenza” e la capacità di comunicare dell’apparato. I dati sono stati ottenuti collegando questo concentratore ad un modem esterno powerline a banda larga (BPL). La velocità della banda larga ci ha consentito di raccogliere dati minuto per minuto. I dati sono stati poi utilizzati per la gestione in tempo reale della rete, ovvero per identificare problemi o comportamenti anomali, quali eccessi di carico/produzione o valore di tensione troppo distanti dal valore atteso.

Che tipo di interventi e investimenti sarebbero necessari per estendere questi sistemi di monitoraggio e controllo dei consumi su scala più ampia?
Il primo importante intervento, sul quale l’Autorità si sta già muovendo, è la sostituzione degli smart meter di prima generazione con smart meter di seconda generazione e sulle modalità di comunicazione tra contatore e cabina secondaria. Questo intervento, previsto e necessario al termine della vita tecnico economica degli smart meter 1G installati, dovrà essere opportunamente indirizzato per poter trasformare il contatore, oggi utilizzato principalmente per i servizi di tipo commerciale, in un apparato anche in grado di misurare in tempo reale gli scambi energetici e fornire all’utente e al distributore maggiori informazioni. Per poter trasportare un maggior numero di informazioni in tempo quasi reale, è inoltre necessario adeguare la banda di comunicazione. Per quanto riguarda l’abitazione dell’utente, già oggi Whirlpool ha cominciato a produrre, anche sulla base dell’esperienza fatta nel progetto, elettrodomestici in grado di essere controllati da remoto e potenzialmente abilitati a comunicare con il mondo esterno.  La parola d’ordine in tutti gli interventi è standard. Per poter velocizzare l’evoluzione tecnologica di questi sistemi, garantire un abbattimento dei costi ed una più rapida evoluzione del mercato è obbligatorio utilizzare protocolli standard di comunicazione. In Smart Domo Grid si è utilizzato il DLMS/COSEM (per i contatori), il 61850 (per gli apparati del distributore), il SEP2.0 (per abilitare il Demand Response e la comunicazione tra soggetti diversi)

a cura di Francesco Sellari