Smart Village L’esperienza del Centro Ricerche Casaccia Marco Citterio – Direttore Centro Ricerche Casaccia L’ENERGIA SMART: EFFICIENZA, INNOVAZIONE, SOSTENIBILITA’ Roma 14 maggio 2015
Smart Village
L’esperienza del Centro Ricerche Casaccia
Marco Citterio – Direttore Centro Ricerche Casaccia
L’ENERGIA SMART: EFFICIENZA, INNOVAZIONE, SOSTENIBILITA’ Roma 14 maggio 2015
Cos’è la Casaccia
• A 15 km dal Raccordo Anulare, direzione Anguillara Sabazia
• il più grande Centro di Ricerca dell’ENEA, tra i più grandi d’Italia.
• Oltre 90 ettari
• 190 edifici , 720.000 m3, 210.000 m2
• 33.000 m2 di laboratori e hall tecnologiche
• 1055 dipendenti
• 250-300 ospiti giornalieri: borsisti e laureandi italiani, borsisti stranieri, visitatori italiani e stranieri, personale di ditte appaltatrici.
• 2 reattori nucleari di Ricerca
• Ospita impianti di SOGIN, Nucleco e laboratori di CNR e di vari spin off
Attività svolte nel Centro
Efficienza energetica: Supporto alla PA, informazione e formazione; Tecnologie avanzate per l'energia e l'industria
Fonti rinnovabili: Solare termodinamico; Solare fotovoltaico; Biomasse e biocombustibili; Solare termico; Idrogeno, celle a combustibile, accumulo
Fissione nucleare: Reattori di Ricerca TRIGA e RSV TAPIRO
Ambiente e clima: Caratterizzazione, prevenzione e risanamento ambientale; Tecnologie ambientali; Modellistica energetica ambientale; Supporto al Programma Nazionale di Ricerche in Antartide
Sicurezza e salute: Protezione sismica; Biologia delle radiazioni e salute dell'uomo; Radioprotezione; Metrologia delle radiazioni ionizzanti
Nuove tecnologie: Tecnologie dei materiali; Applicazioni delle radiazioni; Sviluppo sostenibile ed innovazione del sistema agro-industriale; ICT
Ricerca di sistema elettrico: Studi e ricerche finalizzate ad innovare il Sistema Elettrico per migliorarne l'economicità, la sicurezza e la compatibilità ambientale.
Consumi energetici
Anno
consumi Elettrici (kWh)
consumi Gas (Smc)
Delta elettrico Delta gas
Delta % elettrico
Delta % gas
2009 22.521.962 2.016.117
2010 20.755.325 1.902.541 - 1.766.637 -113.576 -7.8% -5.6%
2011 20.040.909 1.692.566 - 714.416 -209.975 -3.4% -11.0%
2012 19.819.079 1.615.836 - 221.830 -76.730 -1.1% -4.5%
2013 18.637.392 1.650.770 - 1.181.687 34.934 -6.0% 2.2%
2014 18.221.554 1.366.951 - 415.838 -283.819 -2.2% -17.2%
Costi energetici: gas
Anno Consumo [m3] Variazione % dei consumi rispetto
all'anno precedente
Importo IVA inclusa
[€]
Costo (medio
anno)
[€/m3]
Variazione % del costo al m3 rispetto all'anno precedente
2007 1,836,083 1,068,569.55 0.5820
2008 2,120,858 15.51% 1,090,648.77 0.5142 -11.64%
2009 2,016,117 -4.94% 1,039,918.68 0.5158 0.30%
2010 1,902,541 -5.63% 856,804.74 0.4503 -12.69%
2011 1,692,566 -11.04% 866,764.09 0.5121 13.71%
2012 1,615,836 -4.53% 873,403.93 0.5405 5.55%
2013 1,650,770 2.16% 886,769.55 0.5372 -0.62%
2014 1,366,951 -17.19% 648,500.00 0.4744 -11.69%
Anno Costo kWh (valore
del mese di giugno) delta costo
kWh % su anno
Consumo annuo kWh
Delta consumo %
su anno
Costo Annuo €
Delta costo % su anno
2009 € 0.125 22,521,962 € 2,806,236.47
2010 € 0.141 13% 20,755,325 -8% € 2,934,802.96 5%
2011 € 0.148 5% 20,379,642 -2% € 3,020,262.94 3%
2012 € 0.162 9% 19,819,079 -3% € 3,214,654.61 6%
2013 € 0.187 15% 18,637,392 -6% € 3,487,056.04 8%
2014 € 0.186 -1% 18,221,554 -2% € 3,389,209.04 -3%
Costi energetici: Energia Elettrica
Piattaforma ICT
Smart Building F40
8 smart buildings +
viale led e smart lighting
Torri Faro +
telecamere
Smart Mobility:
gestione mobilità
interna
SMART
STREET
Viali LED +
smart lighting
Smart Mobility:
Trasporto casa lavoro:
car pooling
Smart Building
F64
Smart lighting indoor
F 40
SMART MOBILITY
SMART LIGHTING
SMART BUILDING
ICT
Smart Village C.R. Casaccia Premio Smau Roma 2014
Torri faro
• 8 torri faro altezza 25 m • 69 lampade SAP da 400 W • Potenza totale installata 27,6 kW • Ore di funzionamento annuo 4000
• Sistema di telegestione p.to p.to su linea plc • 2 quadri di telecontrollo • 2 telecamere per l’analisi dei flussi di traffico • Piattaforma di monitoraggio e controllo
remoto c/o F40
EX ANTE INTERVENTO
Potenza totale
media oraria
Ore
funzionamento
Consumo
energia
annuo
costo kWh Costo annuo Comfort
KW h kWh €/ kWh €
A- EX ante-accensione
notturna costante 27,60 4000 110.400 0,18 € 20.534 elevato
B - Ex ante - spegnimento
parziale 20,04 4000 80.171 0,18 € 14.912 insufficiente
C - Intervento – dimmerazione
secondo un profilo statico 14,12 4000 56.480 0,18 € 10.505 adeguato
Risparmio annuo
kWh € % Kg di CO2
Confronto tra A-B - 30.228 € - 5.622 -27,4% - 17.986
Confronto tra A-C -53.920 € - 10.029 -48,8% - 32.082
TABELLA RIEPILOGATIVA DEI RISULTATI Investimento impianto pilota 29.234 €
Periodo di sperimentazione Dal settembre 2012 al maggio 2014 (21 mesi)
% risparmio energetico annuo -49%
Risparmi conseguiti al maggio 2014 17.551 €
Confronto tra le differenti modalità di funzionamento:
Payback time semplice = 2.9 anni
Sviluppo di un profilo di controllo adattivo sincronizzato con la rilevazione della presenza dei dipendenti
tramite badge
Sviluppi futuri:
Torri faro
• 15 p.l. con lampade ai vapori di mercurio da 125W
• Potenza totale installata 1,2 kW • Ore di funzionamento annuo 4000
EX ANTE INTERVENTO
• Sostituzione lampade con 12 led da 40W e 3 da 60W • Potenza installata 0,54 kW • Sistema di telegestione p.to p.to su linea plc • 1 quadri di telecontrollo e nuovo cablaggio della linea
di alimentazione dei p.l. • 1 sensore ottico per analisi dei flussi di traffico
Sensore
ottico
Viale Led
Confronto tra le differenti modalità di funzionamento:
Payback time semplice della soluzione finora implementata = 7,4 anni
Sviluppo di un profilo di controllo adattivo sulla base dell’elaborazione dei dati provenienti dal sensore ottico
Smart eye
Sviluppi futuri:
Potenza totale media
oraria
Ore
funzionamento
Consumo
energia annuo costo kWh Costo annuo
KW h kWh €/ kWh €
A- EX ante-
lampioni ai vapori di mercurio 1,2 4000 7280 0,18 € 1354
B - Intervento 1
sostituzione con Led 0.54 4000 2165 0,18 € 402
Intervento 2
dimm. profilo statico 0,167 4000 668 0,18 € 124
Risparmio annuo kWh € % Kg di CO2
Confronto tra A-B - 5.115 € - 951 -70% - 3044
Confronto tra A-C -6.612 € - 1.260 -91% - 3934
Investimento impianto pilota: Sostituzione P.L. con led 6058 €
Impianto di telegestione 3008 €
Periodo di sperimentazione
Sostituzione led Da settembre a dicembre 2012
(4 mesi)
Sostituzione led + telegestione Dal dicembre 2013 al maggio 2014
(16 mesi)
% risparmio energetico annuo 91%
Risparmi totali conseguiti dal maggio 2014 1.957 €
Viale Led
Livello Monitoraggio/ parametro misurato
Ubicazione Controllo/Attuazione
Edificio Elettrico:
• tensione,
• corrente,
• potenza,
• energia
Quadro elettrico generale
Generale di edificio Generale illuminazione Generale Forza motrice
Quadro elettrico della Centrale Termica
Generale centrale termica Generale ventole fan-coil Gruppo frigo On/off
Termico:
• Delta Temperatura
• Portata
• Energia termica
Centrale Termica Fluido termovettore Set point temperatura di mandata del fluido termovettore in funzione algoritmi di ottimizzazione implementati
Ambientale:
• Temperatura aria esterna
• Umidità relativa aria esterna
• Velocità del vento
• Direzione del vento
• Livello di piovosità
Centralina meteo Esterna all’edificio
Smart Buildings
Livello Monitoraggio/ parametro misurato
Ubicazione Controllo/Attuazione
Piano/zona Elettrico:
• tensione,
• corrente,
• potenza,
• energia
Quadro elettrico di piano/zona
Linea illuminazione corridoio
on/off linea illuminazione in funzione del numero di presenti al piano rilevati dai dati del badge
Linea ventole fan coil on/off Linea forza motrice
Stanza • Ambientale:
• T. interna,
Termostato Temperatura aria
Temperatura set point
Velocità ventole
Set point temperatura termostati ambiente per ottimizzazione della temperatura indoor On/off ventole fan coils in funzione della presenza o meno dell’occupante
• illuminamento,
• presenza
Sensore ad infrarossi On/off illuminazione in funzione della presenza degli occupanti e del livello di luminosità naturale
Elettrico:
• potenza,
• energia
Smart plug Postazione di lavoro Monitoraggio/Attuazione remoto
Smart Buildings
solo monitoraggio controllo di
edificio controllo di
zona controllo di
stanza
Investimento 172.384 277.784 627.882 1.034.282
Risparmio Elettrico (kWh) - 430.133 520.133 852.458
Risparmio Gas (m3) - 6.930 9.009 11.781
Opex 18.972 36.262 37.762 37.762
Totale Risparmio Manutenzione
20.275 20.275 29.419 45.043
Smart Buildings: simulazione di un intervento su 10 edifici
PBP (Payback Period) VAN TIR ROI
solo monitoraggio -153455,8442 -20% -89%
controllo edificio 2,8 1500004,636 37% 540%
controllo di zona 4,6 1693322,265 22% 270%
controllo di stanza 5,3 2255620,183 18% 218%
Smart Buildings
… non solo energia..
1. Progetto zero rifiuti • Raccolta differenziata in tutti gli ambienti
• Compostaggio dell’umido della mensa
• Accordo Quadro di collaborazione con AMA per sperimentazione su compostatori di comunità
2. Mobilità sostenibile • Trasporto casa lavoro
• Integrazione con sistema di trasporto pubblico
• Car pooling
3. Gestione integrata della manutenzione del verde • Progetto Equus Sostenibile
• 20 ettari di terreni in concessione per uso agricolo, sottratti alla manutenzione
Impianto pilota a due camere comunicanti, con aspi di
rivoltamento e svuotamento in automatico dell’impianto.
Scarti
mensa Totale Compost Resa
kg kg kg kg
Pellets 133,9 592,7 726,6 167 23%
Pellets 37,45 454,9 492,35 115 23%
Carta cartone 14,3 297,1 311,4 98 31%
Ramaglie 57,9 367,2 425,1 129 30%
Ramaglie Carta e cartone 43,95 587,5 631,45 103 16%
Ramaglie Carta e cartone 26,95 317 343,95 84 25%
Compost II prova 117,5 427,5 545 145 27%
Pellets e buste di mater-bi 29,3 379,5 408,8 163 40%
Strutturante
• Tecnologia innovativa per la valorizzazione della frazione organica da varie utenze (condomini, alberghi, ristoranti, villaggi turistici, mense, ecc…);
• Assenza di particolari criticità tecnico-gestionali; • Flessibilità ed efficienza di utilizzo di strutturanti
alternativi agli scarti di manutenzione del verde; • Parametri chimico/fisici e microbiologici del compost
secondo normativa vigente (D.Lgs 75/2010).
Intervento pilota nelle Egadi: sviluppo ed implementazione
di modelli di gestione sostenibile dei rifiuti
(I anno – sperimentazione su rifiuti della mensa di Casaccia)
Progetto “ASTRO”
21
Tutto questo e molto altro…
25 Settembre 2015
Notte Europea dei Ricercatori in Casaccia
Acknowledgment
Grazie a Sabrina Romano e a tutto il Gruppo UTTEI Smart
Grazie per l’attenzione
@DirCasaccia