La raccolta dei dati in tempo reale sui consumi delle singole utenze e su produzione e stoccaggio di energia elettrica da fonti rinnovabili consente di identificare i profili di consumo nell’arco della giornata e di bilanciare il sistema produzione/consumo
I dispositivi di monitoraggio
Per garantire una sperimentazione efficace e su misura, sono stati installati dei sistemi di misurazione aggiuntivi per tutti i punti di prelievo e consegna energetica, ovvero presso i contatori di ciascuna abitazione e delle utenze condominiali, così da misurare nel dettaglio i consumi di energia dei vari condomini e i consumi delle utenze esterne al condominio, come l’illuminazione esterna, i carichi elettrici della centrale termica comune e delle scale.
I dispositivi permettono di raccogliere in tempo reale tutti i dati di consumo al secondo.
I dispositivi sono di tipo NILM (Non intrusive load monitoring) e sono installati presso i contatori, ovvero i POD (point of delivery). Questi sensori forniscono, con elevata accuratezza (margine di errore dell’1%), le misure di potenza attiva, reattiva, tensione e corrente aggiornate al secondo.
Questa attività di monitoraggio permetterà di identificare, per ciascuna utenza, il profilo di carico, ossia la curva che esprime come varia la potenza elettrica assorbita nei vari momenti della giornata, oltre ad eventuali malfunzionamenti nelle utenze quali la presenza di un elettrodomestico troppo energivoro o un eccessivo consumo in standby, l’approccio ottimale per il dimensionamento e la gestione del carico elettrico di produzione e stoccaggio, così da realizzare uno standard di impianto disegnato su misura per ciascun cluster di utenza e per il livello di elettrificazione della propria abitazione e definire modelli stocastici di consumo elettrico per le varie tipologie di utenze.
56
Dispositivi installati
3.360
Record al minuto
4.838.000
Dati raccolti al giorno
Giugno 2020
Installazione
L’analisi puntuale dei consumi
Una analisi mediata dei profili di consumo permette di individuare le fasce orarie in cui i cittadini sfruttano maggiormente la potenza elettrica e quindi, partendo dalle abitudini, si potrà ottimizzare l’autoconsumo e ottenere indicazioni su eventuali investimenti puntuali da fare, valutando i benefici a valle degli eventuali interventi.
Nella immagine qui a destra abbiamo la curva di carico (bisettimanale) complessiva della comunità: si notano gli andamenti giornalieri, ovvero i picchi di dati, uno per giorno (partendo dal lunedì) con un netto calo durante la notte. Non si notano evidenti differenze tra i diversi giorni della settimana, inclusi festivi, probabilmente a causa del periodo storico – ottobre 2020, in emergenza covid-19 – che ha portato a restare in casa quando possibile. Si nota anche un valore minimo potenza attiva di circa 5 kW.
La raccolta dei dati di temperatura
Per poter disporre di informazioni relative alla temperatura esterna degli edifici sono state predisposte quattro centraline meteo che ogni quarto d’ora inviano i dati relativi a temperatura ed umidità sulle quattro facciate esterne esposte a sud, est, ovest ed est del condominio. La scelta di utilizzare 4 centraline permette di valutare l’influenza di sole e vento a seconda dell’esposizione.
I dati delle centraline sono raccolti con un apposito hub presso il condominio e posti su server in cloud dal fornitore delle centraline (Meteo project); da qui vengono poi inviati tramite file transfer SFTP su server ENEA dove la piattaforma IOT Signal-mix (realizzata da ENEA) si incarica di controllare i dati e trasferirli su database.
Si è cercato di ottimizzare il tempo di campionamento e di allinearlo con quello dei dati di consumo dell’energia elettrica optando quindi per un rilevamento quartorario: una maggiore frequenza non avrebbe avuto utilità mentre una frequenza troppo lasca avrebbe potuto portare a perdere parte dei dati risultanti dalla variabilità delle condizioni meteo.
A titolo sperimentale si è provato poi a ricorrere ai dati forniti dal sito Openweather (https://openweathermap.org/) per confrontare i dati rilevati con quelli disponibili presso la località di Scandiano. Un report di dettaglio sul tema sarà prodotto nei prossimi mesi.
Ad un esame molto sommario, in una giornata serena, ancorché di gennaio, si nota che il sole agisce sulle centraline Est e Sud in maniera significativa (picchi visibili di giorno nel grafico a lato) portando ad una evoluzione omogenea all’interno delle coppie Nord+Ovest da una parte e Sud+Est dall’altra.
Allo stato delle osservazioni attuali (periodo ottobre-dicembre 2021), facendo una valutazione sul dato mensile complessivo, le quattro centraline sembrano molto allineate come valori e con una diversificazione dei valori rilevati nello stesso momento abbastanza contenuta. Ad una prima osservazione delle deviazioni standard nei valori delle 4 centraline rilevate in dicembre ed in ottobre 2021, si rileva fin da ora come queste siano molto allineate in assenza di sole e che l’influenza dello stesso generi invece una deviazione standard significativa nelle ore del primo pomeriggio, specialmente nei mesi in cui ha maggiore forza, confermando il fatto che sia un fattore di differenziazione tra i dati relativi alle quattro facciate; quanto lo sia in generale e quanto questo richieda di mantenere la numerosità delle centraline è un aspetto da approfondire.