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approfondimenti
Novembre/Dicembre 2014
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Automazione e Strumentazione
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BUILDING AUTOMATION
al riscaldamento e al raffrescamento. L’instal-
lazione di sistemi di
ventilazione
meccanica
controllata
migliorano le prestazioni energeti-
che degli immobili e danno valore aggiunto alle
costruzioni. Consentono quindi il risparmio di
energia termica, il controllo della qualità e quan-
tità dell’aria e dell’umidità ambientale. Miglio-
rano perfino il comfort acustico.
Anche il controllo e la progettazione
illuminotec-
nica
è un valore aggiunto e aumenta la sicurezza
e l’ottimizzazione energetica degli impianti. Un
sistema di illuminazione integrato e automatiz-
zato assicura una luce non invasiva, funzionale
e il più possibile naturale, influendo favorevol-
mente sull’umore e sulla salute delle persone.
Contribuisce inoltre ad una maggiore sostenibi-
lità, specie, se integrata in un sistema completo di
building automation.
In generale i sistemi di
building automa-
tion
vanno integrati allo scopo di monito-
rare parametri e consumi, gestire allarmi,
automatizzare o regolare impianti. Ma
soprattutto per raggiugere la massima effi-
cienza energetica.
Il concetto di efficienza energetica si collega
ai materiali, alla struttura, alla manutenzione
e all’uso dell’edifico. Va però considerato
il fatto che esistono alcune tipologie speci-
fiche di progettazione utilizzate in condi-
zioni climatiche estreme. Ci riferiamo ad
esempio a concetti quali “passive house”, che si
applicano a edifici in cui, con opportune strategie
di intervento, si cerca di sfruttare le
caratteristi-
che micro-climatiche
(sole, vento, morfologia
del terreno ecc.) della zona in cui è situato l’e-
dificio. Con particolari accorgimenti è possibile
ottenere una riduzione dell’apporto di caldo o
freddo interno altrimenti realizzabile per mezzo
di impianti di climatizzazione. In questa tipologia
di edificio vengono utilizzati i cosiddetti sistemi
solari passivi, in grado di raccogliere e trasportare
il calore del sole con mezzi non meccanici.
Per ottenere significativi risparmi è importante
puntare anche sulla efficienza degli impianti. Per
le soluzioni impiantistiche è da considerare che l’
efficienza energetica di un impianto termico
è
legata ai singoli componenti e quindi al sistema di
produzione (caldaia), distribuzione, emissione e
al sistema di regolazione e controllo. In quest’am-
bito, sistemi e algoritmi di
controllo predittivo
rappresentano una delle più avanzate tecniche di
controllo digitale in campo termotecnico basata
sulla conoscenza di un modello dell’impianto.
Sfruttando la conoscenza del modello è possibile
infatti generare una serie di azioni di controllo, tra
le quali viene scelta solo quella che minimizza
una determinata funzione di costo.
Monitoraggio dei consumi
e fonti energetiche
Attraverso le funzioni di
monitoraggio e gestione
dei consumi energetici l’utente è in grado di indi-
viduare il consumo di ciascun carico così da
sfruttare al meglio i propri consumi. L’utente è
coinvolto in comportamenti virtuosi in un’ottica
di risparmio energetico ed efficienza energetica
degli edifici. Il risparmio per riscaldamento e raf-
frescamento edifici residenziali può variare tra il
9 e il 26% determinando una riduzione dei con-
sumi di energia elettrica da un minimo del 7 fino
a un massimo del 15% (fonte Anie Building).
Lo scenario futuro per i Paesi Europei prevede un
aumento della penetrazione elettrica, coerente-
mente con un sistema ad alto tasso di energie rin-
novabili distribuite, con conseguente disponibilità
di energia in eccesso a costo nullo. Sarà necessa-
rio favorire la diffusione di tecnologie innovative
quali pompe di calore, storage e auto elettriche.
Le fonti energetiche convenzionali dovranno
assumere una funzione integrativa nel bilancio
energetico dell’edificio intelligente del futuro.
Si passerà da un unico sistema di generazione a
più sistemi di generazione utilizzati in funzione
della convenienza economica (es. solare-termico,
biomassa, pompe di calore, caldaie a condensa-
zione, sistemi di accumulo inerziali ecc.). Il con-
tributo delle
energie rinnovabili
(solare-termico,
solare-fotovoltaico, eolico, biomasse ecc.) potrà
però divenire realmente significativo solamente
con l’introduzione delle
Smart Grid
e delle
relative tecnologie abilitanti che faciliteranno e
integreranno la variabilità di tale fonti energeti-
che. Il continuo decremento del costo del foto-
voltaico verso la “grid parity” lascia presagire un
rapido incremento della penetrazione di impianti
fotovoltaici in rete nella prossima decade, spe-
cialmente nelle aree ad elevata intensità di irrag-
giamento solare.
L’accumulo energetico
è un
elemento fondamentale per qualunque futura rete
elettrica “intelligente”. L’accumulo distribuito,
localizzato presso il consumatore, renderà dispo-
nibile capacità di generazione aggiuntiva dove è
realmente necessaria, riducendo il fabbisogno di
nuovi impianti di generazione e linee di trasmis-
sione. Tuttavia, il miglior beneficio dell’accu-
mulo distribuito risiede nella possibilità di miti-
gare i fenomeni di intermittenza legati alle fonti
rinnovabili e consentire a tali tecnologie “verdi”
di incrementarne la diffusione con adeguati requi-
siti di affidabilità, sicurezza ed economicità.
Una delle più discusse e anticipate applicazioni
di Smart Grid è l’introduzione dei
veicoli ibridi
plug-in (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehi-
cle) su larga scala. Le batterie di un PHEV con-
sentiranno di accumulare energia elettrica, che