Mix energetico adatto per le comunità più piccole

Pubblicato il: 23 gennaio 2020 / aggiornamento dal 17 agosto 2020 - Autore: Konrad Wolfenstein

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Strumento Fraunhofer per la transizione energetica comunale

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Energia solare, geotermica o fotovoltaica: quale forma di approvvigionamento energetico è più adatta per la comunità? I rappresentanti delle comunità più piccole si trovano ad affrontare un’enorme quantità di informazioni, che in molti casi aumenta l’incertezza esistente. Un nuovo strumento online di Fraunhofer fa ora luce su questa giungla e determina il mix energetico ottimale per ogni individuo, comprese le opzioni di finanziamento.

© Open Data Turingia | virtualcitySYSTEMS GmbH | Layout: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Fabbisogno termico visualizzato del comune di Neumark (486 abitanti) in una griglia di 100 x 100 m. I colori scuri indicano un elevato fabbisogno di calore. I risultati sono stati stimati in base alle strutture dell'edificio.

La transizione energetica è alle porte. Tuttavia, i rappresentanti delle piccole comunità sono spesso confusi su come ciò potrebbe significare per loro. Energia solare, fotovoltaica o geotermica? Cosa ha senso e in che misura queste tecnologie possono contribuire all'approvvigionamento energetico della comunità? E i possibili finanziamenti?

Lo strumento software analizza esigenze e possibilità

Qui entra in gioco uno strumento della divisione Applied Systems Technology AST dell’Istituto Fraunhofer per l’optronica, la tecnologia dei sistemi e l’analisi delle immagini IOSB, sviluppato dai ricercatori nell’ambito del progetto “Energy Engineering and Economic Modeling modTRAIL”. "Con il nostro software, i sindaci delle comunità più piccole possono informarsi sulle possibilità tecniche nel campo della transizione energetica e sui finanziamenti corrispondenti, adattati individualmente alla comunità", afferma Liane Rublack, scienziata del Fraunhofer IOBS-AST. “Il calore e l’elettricità non devono essere generati al 100% da fonti rinnovabili; piuttosto, lo strumento si basa su un mix energetico di sistemi di generazione convenzionali e rinnovabili”.

I ricercatori stanno già testando lo strumento in quattro comunità modello della Turingia con meno di diecimila abitanti, più precisamente a Kahla, Werther, Neumark e Großobaren. Per i decisori nei comuni funziona così: prima inseriscono il nome del proprio comune e poi ricevono informazioni più dettagliate sul fabbisogno di elettricità e calore nella propria zona. Successivamente esprimono i loro desideri per la futura fornitura di elettricità e calore. A quali tecnologie vorresti affidarti e quali preferiresti escludere? Ci sono numerose opzioni tra cui scegliere, come energia solare ed eolica, accumulo di elettricità e calore, caldaie a condensazione a gasolio e gas, pompe di calore ad aria e pompe di calore geotermiche. Lo strumento richiede anche richieste riguardanti altri fattori. L’attenzione è rivolta alla minimizzazione delle emissioni di CO2 o piuttosto ai costi di approvvigionamento dell’energia? In questo modo i sindaci o altri decisori ricevono informazioni su come potrebbe essere un mix energetico e di sistema in grado di soddisfare gli obiettivi fissati, ad esempio composto da impianti fotovoltaici, accumulatori di elettricità e calore e centrali termoelettriche combinate. Le informazioni includono anche i costi di installazione e funzionamento, i costi di approvvigionamento energetico, la quantità di emissioni di CO2 e le opzioni di finanziamento.

“Vogliamo utilizzare il nostro strumento per far girare la palla e mostrare ai sindaci di piccole comunità il potenziale che le fonti energetiche rinnovabili offrono per la loro località”, spiega Rublack. Come dati di base per lo strumento, i ricercatori del Fraunhofer IOSB-AST hanno utilizzato profili di carico standard per le famiglie e le serie temporali per le fonti energetiche rinnovabili memorizzate dal Servizio meteorologico tedesco - in questo caso quelle della stazione meteorologica della Turingia vicino a Erfurt-Weimar . Per i comuni con meno di 10.000 abitanti in Turingia i dati necessari sono già memorizzati nel sistema. Lo strumento può però essere utilizzato anche in altri Länder con i dati corrispondenti.

Superare le barriere all’ingresso

Questo modello di ottimizzazione verrà integrato come componente (modulo) nel software online del progetto comune TRAIL. L’obiettivo specifico del progetto congiunto “Trasformazione nelle aree rurali (TRAIL)” è la disponibilità di uno strumento facile da usare che aiuti a motivare un gran numero di comunità più piccole ad affrontare intensamente le questioni di un approvvigionamento energetico efficiente. In particolare dovrebbero essere superati gli ostacoli all’ingresso dovuti alle limitate risorse umane e finanziarie. È in fase di sviluppo uno strumento software online che genera dichiarazioni iniziali sul consumo di elettricità e calore nelle comunità e suggerisce raccomandazioni per ulteriori azioni, principalmente sulla base di dati GIS accessibili al pubblico, dati di censimento e altri database esistenti.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

I comuni partecipanti possono ricavare misure per la loro transizione energetica regionale utilizzando l'innovativo strumento online TRAILstarter: www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Energia solare, geotermica o fotovoltaica: quale forma di approvvigionamento energetico è più adatta alla comunità? I rappresentanti delle comunità più piccole si trovano di fronte a una grande quantità di informazioni, che in molti casi aumenta l’incertezza esistente. Ora un innovativo strumento online di Fraunhofer fa luce su questa giungla e determina il mix energetico ottimale per ogni individuo, comprese le opzioni di finanziamento.

© Open Data Turingia | virtualcitySYSTEMS GmbH | Layout: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Richiesta di calore visualizzata del comune Neumark (486 abitanti) in una griglia di 100 x 100 m. I colori scuri indicano un'elevata richiesta di calore. I risultati sono stati stimati in base alle strutture dell'edificio.

La svolta energetica è imminente. Tuttavia, i rappresentanti delle piccole comunità si chiedono spesso come potrebbe essere esattamente questa situazione per loro. Energia solare, fotovoltaica o geotermica? Cosa ha senso e in che misura queste tecnologie possono contribuire all'approvvigionamento energetico della comunità? E i possibili sussidi?

Lo strumento software analizza esigenze e possibilità

È qui che entra in gioco uno strumento dell'unità AST della tecnologia dei sistemi applicati del Fraunhofer Institute for Optronics, Ingegneria dei sistemi e sfruttamento delle immagini IOSB, che i ricercatori hanno sviluppato nel progetto "Modtrail Energy Technology and Economic Modeling". "Con il nostro software, i sindaci delle comunità più piccole possono informarli sulle possibilità tecniche nel campo della trasformazione del sistema energetico e sui corrispondenti sussidi e queste informazioni sono merci individuali per la comunità", afferma Lianen Rublack, scienziato di Fraunhofer Iobs-Ast. “Il calore e l'elettricità non devono essere generati al cento per cento da fonti rinnovabili, ma lo strumento si concentra su un mix energetico di generazione convenzionale e rinnovabile.

I ricercatori stanno già testando lo strumento in quattro comunità modello della Turingia con meno di diecimila abitanti, più precisamente a Kahla, Werther, Neumark e Großobaren. Per i decisori comunali la situazione è la seguente: prima inseriscono il nome del loro comune e poi ricevono informazioni più dettagliate sul fabbisogno di elettricità e calore della loro città. Poi inseriscono i loro desideri per la futura fornitura di elettricità e calore. Su quali tecnologie vorrebbero fare affidamento e quali preferirebbero tralasciare? Ci sono numerose opzioni tra cui scegliere, come energia solare ed eolica, accumulo di elettricità e calore, caldaie a condensazione a gasolio e gas, pompe di calore ad aria e pompe di calore geotermiche. Lo strumento interroga anche le richieste riguardanti altri fattori. L'attenzione è rivolta a minimizzare le emissioni di CO2 o piuttosto ai costi di acquisto dell'energia? In questo modo i sindaci o altri decisori ricevono informazioni su come potrebbe essere un mix energetico e impiantistico che soddisfi gli obiettivi fissati, ad esempio composto da impianti fotovoltaici, accumulatori di elettricità e calore e centrali cogenerative. Le informazioni comprendono anche i costi di installazione e funzionamento, i costi per l'approvvigionamento energetico, la quantità di emissioni di CO2 e le possibilità di sussidi.

"Con il nostro strumento, vogliamo far rotolare la palla e mostrare ai sindaci di piccole comunità il potenziale che le fonti di energia rinnovabile offrono per la loro comunità", spiega Rublack. I ricercatori di Fraunhofer iOSB-Ast hanno utilizzato profili di carico per le famiglie e le serie temporali per le fonti di energia rinnovabile immagazzinate dal servizio meteorologico tedesco in questo caso la stazione meteorologica turingiana vicino a Erfurt-Weim, come i dati di base per lo strumento. Per le comunità con meno di 10.000 abitanti in Turingia, i dati necessari sono già archiviati nel sistema.

Superare le barriere all’ingresso

Questo modello di ottimizzazione deve essere integrato come componente (moduli) nel software online del percorso di progetto congiunto. L'obiettivo concreto del progetto congiunto "trasformazione nelle aree rurali (TRAIL)" è la disponibilità di uno strumento facile da T-From che aiuta a motivare un gran numero di comunità più piccole per affrontare intensamente i problemi di efficiente approvvigionamento energetico. In particolare, il progetto mira a superare le barriere di ingresso che si vedono nelle limitate risorse umane e finanziarie. Verrà sviluppato uno strumento software online, che Primary utilizza dati GIS accessibili al pubblico, dati di censimento e altri database esistenti per generare dichiarazioni iniziali sull'elettricità e il consumo di calore nei comuni e per suggerire raccomandazioni per ulteriori azioni.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Utilizzando l'innovativo strumento online TRAILstarter, i comuni partecipanti possono ricavare misure per la trasformazione del loro sistema energetico regionale: www.trail-energie.de