Un incremento dell’efficienza energetica dei sistemi energetici a servizio degli edifici può essere realizzato non solo attraverso l’utilizzo di convertitori di energia (o loro componenti) più efficienti a carico totale e parziale, ma anche attraverso la diversificazione delle fonti energetiche accoppiata allo sfruttamento dei bacini di risorse naturali. Un valido mezzo che consente di sfruttare le energie rinnovabili, garantendo al contempo numerose opzioni ai gestori dei servizi energetici, è rappresentato dai sistemi che sfruttano una combinazione di fonti energetiche, ovvero dai sistemi multienergia. Poiché sono molte le aggregazioni di convertitori che possono di volta in volta essere adottate, la scelta di un efficiente sistema multienergia deve essere fatta ricercando un’ottimizzazione tra la domanda di energia dell’edificio, l’offerta di energia, i convertitori energetici e le loro prestazioni, gli accumuli di energia e le fonti di back-up. Per il numero di variabili in gioco e per le loro molteplici interrelazioni si tratta di un problema complesso. Viene in questo lavoro presentata una metodologia innovativa di simulazione ed ottimizzazione di tale tipologia di sistemi basata sul concetto di “energy hub” e vengono proposte alcuni criteri di ottimizzazione di tipo energetico, economico ed ambientale. In particolare, una prima promettente applicazione dell’energy hub all’analisi dei sistemi multienergia a servizio degli edifici è stata condotta dagli stessi autori attraverso un modello semplificato, basato su un bilancio in regime stazionario, adatto alle prime fasi progettuali. Viene invece in questa sede presentata un’applicazione basata su un bilancio orario e capace di prendere in considerazione la variabilità dell’efficienza di conversione dei convertitori energetici in funzione delle condizioni di lavoro e della parzializzazione del carico attraverso specifiche informazioni. Inoltre, un modello orario consente anche di prendere in considerazione quelle fonti energetiche caratterizzate, come l’energia solare, da uno specifico profilo di offerta. La verifica della coerenza del modello proposto è analizzata attraverso l’applicazione ad un caso studio. Rispetto alle procedure correntemente disponibili, la presente ricerca si propone di configurare uno strumento sintetico di modellazione dei sistemi multienergia a servizio degli edifici che prenda in considerazione tutti i flussi energetici in gioco e che si riferisca ad una configurazione aperta, non riferibile ad una singola tipologia impiantistica in particolare.
La valutazione del sistema multienergia a servizio dell'edificio: procedura di simulazione dinamica attraverso la metodologia dell'energy hub
FABRIZIO, Enrico;
2008-01-01
Abstract
Un incremento dell’efficienza energetica dei sistemi energetici a servizio degli edifici può essere realizzato non solo attraverso l’utilizzo di convertitori di energia (o loro componenti) più efficienti a carico totale e parziale, ma anche attraverso la diversificazione delle fonti energetiche accoppiata allo sfruttamento dei bacini di risorse naturali. Un valido mezzo che consente di sfruttare le energie rinnovabili, garantendo al contempo numerose opzioni ai gestori dei servizi energetici, è rappresentato dai sistemi che sfruttano una combinazione di fonti energetiche, ovvero dai sistemi multienergia. Poiché sono molte le aggregazioni di convertitori che possono di volta in volta essere adottate, la scelta di un efficiente sistema multienergia deve essere fatta ricercando un’ottimizzazione tra la domanda di energia dell’edificio, l’offerta di energia, i convertitori energetici e le loro prestazioni, gli accumuli di energia e le fonti di back-up. Per il numero di variabili in gioco e per le loro molteplici interrelazioni si tratta di un problema complesso. Viene in questo lavoro presentata una metodologia innovativa di simulazione ed ottimizzazione di tale tipologia di sistemi basata sul concetto di “energy hub” e vengono proposte alcuni criteri di ottimizzazione di tipo energetico, economico ed ambientale. In particolare, una prima promettente applicazione dell’energy hub all’analisi dei sistemi multienergia a servizio degli edifici è stata condotta dagli stessi autori attraverso un modello semplificato, basato su un bilancio in regime stazionario, adatto alle prime fasi progettuali. Viene invece in questa sede presentata un’applicazione basata su un bilancio orario e capace di prendere in considerazione la variabilità dell’efficienza di conversione dei convertitori energetici in funzione delle condizioni di lavoro e della parzializzazione del carico attraverso specifiche informazioni. Inoltre, un modello orario consente anche di prendere in considerazione quelle fonti energetiche caratterizzate, come l’energia solare, da uno specifico profilo di offerta. La verifica della coerenza del modello proposto è analizzata attraverso l’applicazione ad un caso studio. Rispetto alle procedure correntemente disponibili, la presente ricerca si propone di configurare uno strumento sintetico di modellazione dei sistemi multienergia a servizio degli edifici che prenda in considerazione tutti i flussi energetici in gioco e che si riferisca ad una configurazione aperta, non riferibile ad una singola tipologia impiantistica in particolare.
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