Le installazioni fotovoltaiche (PV) nelle case permettono la generazione di elettricità in modo diretto, sostenibile e semplice. Questi impianti sono di solito utilizzati per ridurre il costo della bolletta elettrica della casa e ridurre sia l’impronta ecologica che la produzione di gas serra, nonché aumentare la quota di energia rinnovabile.
Tuttavia, ottimizzare questo obiettivo non è un compito facile e richiede che la produzione di energia e il suo consumo vadano di pari passo il più possibile. Ciò significa che gli utenti dovrebbero cercare di spostare il loro consumo nelle ore di sole, il che non è sempre possibile. L’introduzione delle batterie elettriche evita, in parte, che la produzione e il consumo coincidano, permettendo l’uso di energia rinnovabile nelle ore in cui non c’è produzione, ma hanno comunque ancora un costo economico significativo.
Uno scenario sempre più elettrificato in cui il consumo di energia elettrica viene utilizzato anche per la climatizzazione e la produzione di acqua calda sanitaria, permette di moltiplicare le possibilità di gestione e i diversi approcci nell’ottimizzazione.
Appare chiaro che riuscire a gestire l’energia prodotta/accumulata e consumata prendendo decisioni con obiettivi specifici (abbassare la bolletta, abbassare il consumo di energia, massimizzare l’energia solare autoprodotta, ecc.) richiede un’analisi complessa che dipende da molti fattori mutevoli nell’arco della giornata (modelli di consumo, prezzi dell’energia, radiazione solare, temperatura esterna, ecc.)
È in questo campo che i controlli predittivi basati sul modello (MPC) giocano un ruolo importante. Questo tipo di controllo analizza tutte queste informazioni e prende decisioni al fine di ottimizzare e raggiungere un obiettivo definito. Per fare ciò, gestisce modelli che prevedono il comportamento delle diverse strutture (casa e le sue attrezzature, impianto fotovoltaico, …) a seconda del loro funzionamento.
In questo modo, l’MPC sa in anticipo come si comporterà il sistema e decide come deve funzionare in ogni fase temporale, essendo in grado di agire automaticamente sulle apparecchiature che consentono il controllo automatizzato, per cambiare la modalità di funzionamento predefinita, o inviando all’utente raccomandazioni per mutare le abitudini di utilizzo dell’energia attraverso un’applicazione mobile.
Tekniker ha recentemente implementato un impianto fotovoltaico per l’autoconsumo in una casa monofamiliare indipendente. L’impianto è identico a quello che sarà installato sull’isola di La Graciosa (Isole Canarie) e consiste in 6 pannelli fotovoltaici con una potenza di picco di 2 kW e 4 batterie al gel con una capacità di 8kWh. L’edificio è stato completamente ristrutturato per soddisfare i criteri di un NZEB (Near Zero Energy Building) e ha un impianto compatto che comprende ventilazione, aria condizionata e acqua calda (180 litri di accumulo) in una sola unità con una pompa di calore aria-aria.
Attualmente si sta sviluppando un MPC per ottimizzare il sistema completo in modo che gestisca sia l’impianto fotovoltaico che la pompa di calore, mantenendo al contempo, le condizioni di comfort degli utenti all’interno della casa. Tutto questo sarà integrato nella piattaforma REACT e permetterà di valutare la soluzione in un ambiente reale. Si prevede che gli utenti possano beneficiare di una gestione ottimale del sistema, osservando, per tutta la durata del progetto, un netto e visibile risparmio energetico ed economico, oltre alla possibilità di aumentare l’uso di energia pulita, riducendo al contempo l’impronta ecologica e ottenendo una migliore stabilità della rete elettrica.
Iván Mesonero & Ignacio Lázaro (Tekniker)
