RIFERIMENTI
Raffaele Bruno (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Sito web dell’Istituto: www.iit.cnr.it
PRINCIPALI ATTIVITA’ NEL SETTORE ENERGIA
Nel settore energia il personale dello IIT svolge attività di ricerca principalmente negli ambiti delle Smart Grid e della mobilità elettrica.
Con il termine Smart Grid intendiamo una rete elettrica dotata di tecnologie ICT che sia in grado di gestire in modo ottimale la crescente quantità di generazione distribuita ed alimentate principalmente da fonti rinnovabili non programmabili connesse sia alla rete di trasmissione sia a quella di distribuzione. Quindi, sul piano del controllo la rete elettrica di prossima generazione potrà essere considerata assomigliare ad una "Internet of Energy" in cui i piccoli generatori connessi insieme ai carichi siano a loro volta connessi in microreti ed in grado di comunicare e ricevere dati. La rete di distribuzione non sarà più quindi un sistema passivo, ma diventerà un sistema attivo in grado di gestire flussi di potenze bidirezionali fra tutti gli utenti ed applicare logiche di controllo distribuito per ottimizzare l'efficienza di tutti i sistemi coinvolti.
Le attività svolte dall’istituto IIT nell’ambito delle Smart Grid seguono due direttrici principali.
Da un lato di logiche di controllo ottimizzato che siano adatte per sistemi energetici complessi in cui coesistono micro-generazione distribuita da fonti energetiche non programmabili ed intermittenti, sistemi di accumulo elettrico eterogenei (ad esempio in termine di capacità, efficienza, velocita di carica/scarica) e carichi diffusi con diverse caratteristiche (controllabile o no, differibile, critico). Lo scenario di riferimento principale è quello degli edifici intelligenti e sostenibili. In particolare, l’obiettivo è di realizzare degli edifici ad emissioni zero, o ZEB (zero energy building), cioè edifici in cui il fabbisogno di energia elettrica può essere interamente soddisfatto da fonti energetiche rinnovabili locali (ad esempio impianti fotovoltaici installati sul tetto dell’edificio). L’obiettivo è di realizzare degli strumenti sia di controllo e di pianificazione per gestire in modo robusto gli elementi di incertezza che caratterizzano il sistema edificio (ad es. variabilità della produzione da fonti rinnovabili e dei modelli di consumo individuali). Particolare attenzione viene rivolta al dimensionamento dei sistemi di accumulo, ad esempio per fornire indicazioni se può essere conveniente aggiungere ulteriore capacità produttiva da fonti rinnovabili, o se è fattibile sostituire parte dell’accumulo stazionario con sistemi di accumulo mobili (ad esempio le batterie delle auto elettriche connesse alla micro rete elettrica ed utilizzate in modalità V2G).
Sempre nell’ambito delle Smart Grid, il personale dello IIT svolge anche attività di ricerca volta allo sviluppo di sistemi di comunicazione e gestione dei dati affidabili, interoperabili e sicuri. Infatti, i tradizionali sistemi SCADA della rete di distribuzione, ed i protocolli di comunicazione per applicazioni di automazione industriale (es. ModBus) non possono soddisfare i requisiti di scalabilità e sicurezza delle applicazioni tipiche delle Smart Grid, quali lo “smart metering”. Per questo studiamo architetture protocollari basate sul paradigma tecnologico dell’Internet of Things (IoT) per permettere agli oggetti della Smart Grid di dialogare in modo trasparente ed autonomo con i nodi ed i servizi della rete Internet globale, facilitando così la creazione di dispostivi e reti intelligenti. Inoltre analizziamo i potenziali rischi informatici e le minacce alla privacy che nascono dall’utilizzo di tecnologie ICT nelle Smart Grid e definiamo opportune contromisure.
L’elettrificazione dei sistemi di trasporto rappresenta un’altra delle sfide principali nel settore dell’energia, al fine di migliore la sostenibilità energetica della nostra società. In questo ambito, il personale dello IIT si interessa principalmente dello sviluppo di soluzioni innovative per la realizzazione di sistemi di mobilità condivisa basati su veicoli elettrici. In tale ambito ricadono ad esempio la realizzazione di sistemi di car sharing elettrico che da un lato siano economicamente sostenibili per gli operatori pubblici/privati e dall’altro rispondano ai bisogni di mobilità dell’utente. Un prerequisito per ogni sistema di mobilità elettrica è anche la diponibilità di una infrastruttura di ricarica efficiente per permettere di ricaricare la batteria del veicolo anche al di fuori della propria abitazione. In particolare ci occupiamo dello sviluppo di strumenti di pianificazione e controllo di infrastrutture di ricarica distribuite al fine di minimizzare l’impatto del processo di ricarica elettrica sulla rete elettrica.
Queste attività di ricerca vengono svolte nei seguenti progetti di ricerca regionali, nazionali ed Europei:
• H2020-GV-2014, ESPRIT “Early Distributed Personal Rapid Transit” (2015-2018) in cui viene sviluppato un nuovo concetto di veicoli elettrico a due posti da utilizzare per realizzare un servizio di car sharing più efficiente;
• RDS Mobilità Elettrica (2014-2016) in cui vengono sviluppate architetture innovative per stazioni di ricarica rapida, e la loro integrazione efficiente con la rete elettrica tramute logiche di controllo e comunicazione in contesto smart grid;
• MIUR Premiale 2013, “Tecnologie integrate ed ecosostenibili per la produzione, l’accumulo e l’utilizzo dell’energia” in cui sono state studiate soluzioni innovative per le smart grid;
• MIUR Premiale 2013, ICT4SM “ICT per la Mobilità Sostenibile” in cui è stata progettata una piattaforma ICT per lo gestione di sistemi di trasporto intelligente;
• FP7 EINS “Network of Excellence in Internet Science” – JR8 Internet for Sustainability (2013-2015) in cui sono state studiate l’uso di tecnologie ICT per la sostenibilità, con particolare enfasi alla gestione della mobilità elettrica e lo smart metering.
TEMATICHE/SETTORI DI INTERVENTO
Efficienza energetica