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Le prestazioni energetiche degli edifici dipendono non solo dall’aspetto termico ma anche da fattori elettrici come: • La presenza di generatori di energia elettrica o termica da Fonti di Energia Rinnovabile (FER) e sistemi di cogenerazione (CHP); • La presenza di sistemi di controllo automatico dell’edificio (BACS) e sistemi di gestione tecnica dell’edificio (TBM). Per promuovere l’efficientamento energetico degli edifici, gli Stati membri dell’Unione Europea hanno seguito diverse strade. In particolare, negli ultimi decenni diverse politiche di incentivazione hanno attuato finanziamenti locali di generatori da FER.

Nell’ottica della smart city, a partire dalle nuove possibilità derivate dalle infrastrutture di comunicazione, è possibile reinventare la città ed i suoi servizi. I servizi offerti dalle infrastrutture che servono una comunità, come le reti energetiche, idriche, dei rifiuti, della mobilità e le tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione (ICT), possono essere implementati e resi più efficienti in diversi modi. Il capitolo, dopo aver delineato i contenuti del documento ISO TC 268 / SC “Smart Community Infrastrutture” dell’ International Standardization Organization, ISO, evidenzia due diversi possibili approcci alla pianificazione delle infrastrutture mutiservizio per città esistenti e città di nuova formazione, sottolineando il valore delle “caratteristiche di contesto” nell’ambito della pianificazione delle infrastrutture urbane.

L’articolo descrive i vari aspetti dei sistemi di misura wireless delle scariche parziali (PD). In particolare, sul problema della sincronizzazione dell’angolo di fase della tensione per il rilevamento e la classificazione delle PD.

Il modello smart city sta diventando un nuovo approccio di vita basato su processi inclusivi e pratiche innovative che coinvolgono cambiamenti correlati alle sfide delle città. I drivers (energia, mobilità, economia,etc..) della smart city sono realmente collegati dalla componente ICT che connette tutto in una logica omni-inclusiva. Attori e utilizzatori finali di queste trafsormazioni sono i cittadini, persone che con i loro smart phones diventano sensori della città recettiva e sensibile. La città in tempo reale viene analizzata attraverso mappe prodotte con sistemi GIS offrendo un altro modo di leggere le nuove funzioni urbane. E’ possibile quasi immediatamente attraverso App dedicate conoscere la situazione del traffico in tempo reale di una città programmando spostamenti. Altro aspetto rilevante della smart city è la condivisione: oggi infatti condividiamo una macchina, una casa, un barca ma anche luoghi di lavoro (co-working). La smart city si reinventa e i cittadini devono essere pronti a innovare processi e metodi. L’articolo traccia una disamina di alcuni nuovi e recenti esempi di pratiche di condivisione in Europa e in altre città del mondo. The smart city model is increasingly becoming a new life approach, based on inclusive processes and practices involving changes related to urban challenges. The smart city drivers (energy, mobility, economy, social…) are really linked together through the digital communication infrastructure, which connects everything in one all-inclusive logic. Actors and users of these transformations are citizens, people with their own smart phones, smart sensors of the receptive and senseable city. The real time monitoring of urban situations through maps (made by GIS) becomes another way to read the new urban functions. The possibilities generated by digital technologies, in terms of services, offer a different perspective in which citizens relate to the theme of mobility. It is thus possible, almost immediately, through specialized Apps to know the traffic situation of a city at a given time and to program accordingly a shift or a different way to move. Another application would be to know the current parking situation and program the access in relation to available slots, saving time and resources and reducing the traffic flows. The sharing is another major issue that runs through all the themes of smart city: in fact nowadays one can share everything, a house, a car or a bike, an object but also working spaces (co-working) and also energy urban services. Sharing includes different themes of smart city: from objects (IoT) to spaces up to urban services. In USA there are a lot of open projects and work in progress experiences. In the State of Oregon – for example - there is a digital platform for the rental of heavy road maintenance equipment. In the State of Washington there is Wikispeed (as in Wikipedia) an organization aiming at designing and assembling vehicles. The goal would be to spread the design and eventually construction of vehicles on the web ultimately leading to a single manifacturer composed of many microfactories distributed all over the world. The theme of sharing becomes a must and a duty of the city of the future. Even in issues related to energy, the formation of purchasing groups through an aggregator (Address project), that interfaces the energy market and consumers, falls into this new dimension of social sharing. The smart city reinvents itself and citizens must be prepared to innovate practices and processes: the article makes a survey of some new and recent examples of sharing practices in Europe and in other places of the world.

La prima applicazione a livello sperimentale di smart city è possibile testarla a livello dei distretti urbani intelligenti: il capitolo effettua una panoramica dei casi più eloquenti concludendo con l'esempio degli intelligent districts europei finanziati in Horizon 20-20 nella call SCC.

Oramai risulta chiaro a tutti come il mondo in futuro consumerà sempre più energia con un grave peso a livello ambientale. Ma come agire per arginare i danni di tale fenomeno? La risposta, condivisa ormai a livello europeo, è usare l’energia in modo efficiente ed integrare quanto più possibile le fonti di energia rinnovabile all’interno del sistema energetico dei territori. Il lavoro che viene presentato in queste pagine mira a sottolineare come l’integrazione di fonti di energia rinnovabile all’interno di un sistema energetico fortemente dipendente dall’esterno, come quello dell’isola di Pantelleria, risulti un’azione necessaria al fine di migliorare l’efficienza complessiva del sistema e costituisca il primo passo per una pianificazione smart del territorio. In ugual modo risulta indispensabile, soprattutto quando si interviene in siti di particolare valore, che le analisi e le valutazioni energetiche del sistema vengano condotte parallelamente ad analisi che mirino alla conoscenza del patrimonio complessivo del contesto in cui si interviene in modo da conservare il più possibile l’identità del luogo. Il lavoro mostra un esempio di applicazione di tale concetto all’isola di Pantelleria.

Il saggio tratta il tema dello stato dell'arte delle smart city attraverso una disamina puntuale dei progetti europei più eloquenti. Smart city inteso anche come processo condiviso per rafforzare il senso di appartenenza alla comunità, promuovendo ambienti partecipativi e democratici. Il coordinamento delle iniziative a livello locale è sicuramente un'altro aspetto importante per favorire una maggiore integrazione nel portafoglio di iniziative. L'evoluzione del concetto di smart city è modellata da un complesso mix di tecnologie, fattori sociali ed economici, meccanismi di governance e driver diversi: l'attuazione del percorso smart city segue percorsi molto vari a seconda degli obiettivi, dei finanziamenti e della dimensione di ogni singola città.

Paragrafi: Partecipazione, capitale sociale, bene comune e nuove tecnologie; Il contesto operativo; Confronto tra diversi fatti partecipativi a Palermo; L'esperienza di partecipazione nella Seconda Circoscrizione di Palermo; Confronto tra approcci di co-progettazione; Bilancio della prima esperienza di partecipazione; Gli sviluppi della e-participation a Palermo dopo la conclusione del progetto PARTERRE (dalla fine 2012 al gennaio 2015); La tendenza in atto; Problemi emergenti; Valutazione complessiva; Il progetto Netkite: un'ulteriore applicazione di successo dell'ETM

Il capitolo effettua un'ampia ricognizione delle smart city nel mondo, dagli esempi europei più noti alle smart city nelle città asiatiche. Da Masdar negli Emirati Arabi a Stoccolma, che in questi ultimi anni ha rigenerato con un'ottica smart interi quartieri (Hammarby Syostad e il Royal Seaport), cambiando complessivamente il volto della città. Il capitolo in questa terza edizione dedica un'attenzione speciale alle città asiatiche - la Cina ad esempio - che oggi si confrontano con profondi mutamenti socio-economici e imponenti e veloci fenomeni di urbanizzazione.

La partecipazione attiva dei cittadini ai processi decisionali delle Amministrazioni sta assumento importanza sempre più rilevante, insieme alla consapevolezza che una pianificazione condivisa da chi potrà fruire poi dei risultati fornisce margini di riuscita superiori rispetto ai metodi sino ad oggi adottati. L'esperienza dell'Electronic Town Meeting a Palermo viene descritta in rapporto ad altri metodi di co-progettazione ed al contesto in cui si è svolta, con riflessioni conclusive e prospettive future.

Questa nuova edizione presenta un atlante aggiornato e arricchito di contenuti relativi a nuovi esempi di città che hanno sperimentato tecnologie, azioni e strategie in grado di renderle “intelligenti”. Sviluppa poi le tematiche emergenti riguardanti l’integrazione della pianificazione urbanistica ed energetica nel caso di Stoccolma, alcune esperienze siciliane che affrontano il tema della partecipazione dei cittadini nella città del futuro e una simulazione di smart island che riguarda l’isola di Pantelleria.

Il capitolo effettua un'analisi degli strumenti urbanistici e dei piani energetici della città di Stoccolma. L'analisi è incentrata sul piano denominato " The Walkable city", approvato già nel 2010. L'integrazione delle varie strumentazione alle varie scale sembra essere la carta vincente giocata dalla città di Stoccolma (che ambisce ad essere una città libera dai combustibili fossili nel 2050). Il City Plan è anche un documento strategico chiave per mettere in luce le strategie dello sviluppo sostenibile per fare diventare Stoccolma una città competitiva nella Vision 2030.

La nuova sezione dell’Atlante sulla città di Bologna presenta le innovazioni registrate e i progetti in corso in questa città italiana che presenta tutte le carte in regola per diventare una smart city. L’Unione Europea al fine di migliorare l’efficienza energetica delle città e la produzione di energia da fonti energetiche rinnovabili sta agendo con diverse modalità, tra cui l’adesione da parte di alcuni stati al “Pacchetto Clima-Energia 20-20-20” e al “Patto dei sindaci”. A Bologna la formazione di strumenti di pianificazione energetica ha inizio nel 1982 con l’esperienza BEST e viene proseguita poi con il progetto Urban CO2 Reduction nel 1995 e con il Piano Energetico Comunale nel 1999 e più recentemente con l’approvazione del Programma Energetico Comunale nel 2007.

Il presente Rapporto descrive le attività svolte dal personale del DEIM dell’Università degli Studi Palermo nell’ambito della prima fase delle attività di ricerca dal titolo: “Implementazione di funzioni aggiuntive per la rappresentazione e la gestione ottimizzata di risorse energetiche distribuite in un distretto energetico. Simulazione di scenari in ambiente integrato”, oggetto dell’Accordo di Collaborazione tra ENEA e DEIM sottoscritto in data 25 marzo 2013. Scopo del presente accordo di collaborazione è la definizione di funzioni aggiuntive per i vari componenti del distretto energetico già descritti e modellati in un apposito software nella scorsa annualità. Le simulazioni sono state svolte su una piattaforma integrata che combina le caratteristiche termiche ed elettriche di carichi e generatori con le relative reti di distribuzione. E’ stata definita la interfaccia in Java costituita da due layer, elettrico e termico, e sono state implementate alcune funzionalità che rappresentano la gestione ottimizzata di alcune risorse energetiche del distretto secondo logiche di tipo tecnico ed economico in uno scenario di mercato liberalizzato. Poiché è stato necessario combinare la modellazione di componenti e sistemi elettrici all’interno di quanto sviluppato nella stessa annualità presso i laboratori ENEA, in fase di avvio delle attività di ricerca, si è convenuto che queste si sarebbero svolte in forte sinergia utilizzando lo strumento della videoconferenza via web, ma anche più incontri fra i partecipanti alle attività di ricerca. In questa attività, si sono utilizzati i risultati del lavoro degli scorsi anni sempre svolti in collaborazione con ENEA omogeneizzando i linguaggi di programmazione al fine di rendere la piattaforma di simulazione davvero un unico strumento. L’interfaccia è stata resa facilmente accessibile, consentendo la agevole modifica sia dei parametri elettrici che termici dei componenti del distretto energetico. La piattaforma è quindi un simulatore non solo di componenti ma anche delle loro logiche di gestione (scheduling). Ciascuno dei componenti del distretto energetico è un oggetto con proprietà e funzioni che ne caratterizzano il comportamento in relazione a scenari e obiettivi stabiliti per l’oggetto considerato. L’oggetto dell’accordo di collaborazione è quindi stato sviluppato in due fasi. Nella prima fase, che costituisce l’argomento del presente rapporto, si è fatta una descrizione delle dette funzionalità, individuando adeguate strategie di risoluzione dei problemi di scheduling che vengono affidate all’Energy Management System, EMS. Dopo aver fornito una descrizione della struttura gerarchica dei controllori per questi particolari sistemi elettrici a servizio di distretti energetici, ci si è soffermati sul livello così detto ‘terziario’ di gestione dell’energia a cui si riferiscono le dette logiche di gestione. Sono poi state descritte le strategie di gestione dei singoli componenti in modo autonomo o combinato, in relazione allo scenario esaminato. La seconda parte delle attività è invece dedicata alle diverse simulazioni che sono state svolte con la piattaforma realizzata. Si descrive la struttura definitiva della piattaforma integrata, la sua interfaccia verso l’esterno con i dati di input ed il flusso di dati all’interno della piattaforma. In questa fase dell’attività di ricerca, si sono svolte diverse simulazioni in alcuni scenari particolarmente significativi ed i risultati del modello vengono riportati e commentati in calce. Viene descritta anche l’interfaccia Java che consente una facile immissione dei dati caratteristici del sistema elettrico e termico. In appendice, è riportato il codice della semplice procedura di ottimizzazione utilizzata per la individuazione dello scheduling dei vari componenti del distretto. Futuri sviluppi del presente lavoro di ricerca prevedono: - la definizione di strategie di gestione dell’energia multilivello, che consentano, compatibilmente con i tempi del simulatore integrato messo a punto, il dispacciamento delle risorse energetiche in tempi diversi in relazione ai diversi tempi fisici di risposta di ciascuna risorsa; - la valutazione l’impatto degli errori previsionali sulla efficacia della strategia di dispacciamento del sistema di accumulo e dei carichi controllabili messo a punto; - la implementazione delle logiche di controllo del sistema di accumulo sperimentale messo a disposizione da ENEA.

The study and the analysis of some fruitful experiences in Europe we find that the smart mobility is one of the central pillars for initiating processes and best practices sensitive to environmental issues and sustainable development. The city of Stockholm has called his plan sustainable precisely “The Walkable City” meaning that achieve a planning instrument that brings the city to be crossed easily by bicycle, on foot, but also with public transport efficient and low impact on the climate. For this reason the city has the goal of being fossil fuel free by 2050. Freiburg, however, with the urban district of Vauban is definitely an inno- vative model focuses on the use of sustainable public transport, on the drastic reduction of the presence of the car and a great car sharing service, with 40% of households no longer need the ‘car and the few existing parking lots are out of the neighborhood (they are also provided economic incentives for those who do not seek the parking lots). Even Freiburg as Stockholm has reduced harm- full emissions by 14% and aims to reduce them by 40% by 2030.

La presente invenzione si riferisce ad un apparato di commutazione per il controllo e l'impostazione della configurazione circuitale dei pannelli di un modulo fotovoltaico.

Il presente Rapporto, strutturato in due parti (Parte Prima: “Modelli e strategie per la simulazione di distretti energetici” e Parte Seconda: Definizione e sviluppo di strumenti software per la simulazione integrata di distretti energetici in ambiente dedicato), descrive le attività svolte dal personale del DIEETCAM dell’Università degli Studi Palermo nell’ambito della prima fase delle attività di ricerca dal titolo: “MODELLI E STRATEGIE PER LA DEFINIZIONE DI STRUMENTI SOFTWARE PER LA SIMULAZIONE INTEGRATA DI DISTRETTI ENERGETICI IN AMBIENTE DEDICATO”, oggetto dell’Accordo di Collaborazione tra ENEA e DIEETCAM sottoscritto in data 27 gennaio 2012. Scopo del presente accordo di collaborazione è la definizione di un tool informatico per la modellazione della parte elettrica di una piattaforma integrata che rappresenta il comportamento elettrico e termico del sistema di approvvigionamento energetico di un sistema multi-edificio. Poiché si è reso necessario integrare elementi di modellazione dei sistemi elettrici nell’ambito di quanto sviluppato, nella stessa annualità, presso i laboratori ENEA, in fase di avvio delle attività, la fase operativa è stata caratterizzata da un azione di continua collaborazione tra il personale ENEA e DIEETCAM, utilizzando prevalentemente lo strumento della videoconferenza via web, ma anche incontri e riunioni fra quanti partecipavano alle attività. Il punto di partenza delle attività è stata la piattaforma ODESSE sviluppata presso i laboratori ENEA nelle passate annualità. Nel corso delle attività dell’annualità corrente, essa è stata opportunamente modificata al fine di rendere coerenti le scale di precisione del modello del sottosistema elettrico e del modello del sottosistema termico. Il lavoro è stato svolto con l’obiettivo di rendere lo strumento di simulazione un oggetto utilizzabile anche da un utente non esperto, nonché di sviluppare un modello integrato utile anche alla risoluzione di problemi più complessi di gestione ottimizzata di tipo integrato. Le attività sono state condotte in forte sinergia con il personale tecnico designato da ENEA e svolte prevalentemente all’interno dei locali e dei laboratori del DIEETCAM di Palermo. Nel corso delle attività, sono stati, infatti, svolti diversi incontri di confronto e coordinamento con il personale ENEA. L’oggetto dell’accordo di collaborazione è quindi stato sviluppato in due fasi. Nella prima fase si è sviluppata l’analisi di modelli elettrici e delle strategie per sistemi elettrici che alimentano distretti energetici. In particolare, sono stati analizzati i modelli di linee elettriche aeree ed in cavo esistenti in letteratura e le possibili semplificazioni idonee all’applicazione oggetto del presente contratto. E’ illustrata, anche, una rassegna degli algoritmi di calcolo dei flussi di potenza e viene analizzato il problema della modellazione di sorgenti e carichi. Successivamente viene esaminato in dettaglio uno strumento per la modellazione probabilistica dei carichi elettrici e per la rappresentazione della interazione con i carichi di tipo termico eventualmente presenti. Vengono, inoltre, rappresentate tecniche di demand-response che potrebbero condizionare la modellazione dei carichi ed in un successivo capitolo sono descritti i servizi ancillari che il distretto energetico potrebbe offrire alla rete. Infine, poiché le interazioni fra i vari nodi della rete sono per lo più di tipo economico, si è ritenuto interessante rappresentare un ulteriore strumento di analisi di tali sistemi complessi: un algoritmo per il tracciamento dei flussi di potenza. Tale strumento potrebbe infatti consentire di valutare il costo di trasporto dell’energia da un punto di alimentazione al carico consentendo così di imputare in modo preciso il costo di trasporto della stessa energia (Report Parte Prima). La seconda parte delle attività è invece dedicata all’implementazione del modello di rete di distribuzione dell’energia elettrica a servizio di un distretto energetico. In particolare, si descrive la realizzazione dei tool di supporto ed ampliamento della piattaforma derivata dal modello ODESSE, opportunamente modificata per ospitare la nuova filosofia integrata di gestione del distretto energetico (Report Parte Seconda).

Il presente Rapporto descrive le attività svolte dal personale del DIEET dell’Università degli Studi Palermo nell’ambito della prima fase delle attività di ricerca dal titolo: “ARCHITETTURE E LOGICHE DI CONTROLLO OTTIMALE DI MICRORETI PER LA RAZIONALIZZAZIONE ENERGETICA’”, oggetto dell’Accordo di Collaborazione tra ENEA e DIEET sottoscritto in data 24 febbraio 2011. In fase di avvio delle attività, DIEET ed ENEA hanno concordato: che le reti sulle quali sviluppare le analisi e le successive simulazioni devono essere reti esistenti al fine di orientare il presente studio ad una successiva sperimentazione sul campo. Le attività sono state condotte in sinergia con il personale tecnico designato da ENEA e svolte sia all’interno dei locali e dei laboratori del DIEET di Palermo, sia presso i centri di ricerca ENEA di Portici (Napoli) e Casaccia (Roma). Nel corso delle attività, sono stati svolti diversi incontri di confronto e coordinamento con il personale ENEA. L’oggetto dell’accordo di collaborazione è sviluppato in due fasi. Nella prima fase, che costituisce l’argomento del presente rapporto, si è sviluppata una analisi della caratterizzazione delle architetture di microrete. In particolare, sono state analizzate e commentate le strutture di rete di distribuzione attualmente utilizzate e la loro specificità in relazione alla penetrazione delle tecnologie in uso nelle microreti. La prima fase delle attività riporta altresì una rassegna dei sistemi di poligenerazione che sono presenti in tali sistemi elettrici ed affronta il problema della modellazione di tali sorgenti all’interno delle microreti. Quest’ultimo tema è strettamente legato al livello al quale vengono sviluppate le logiche di controllo di cui si tratta nel presente accordo di collaborazione che riguardano per lo più la regolazione terziaria, cui maggiormente viene affidato il compito di mantenere una buona efficienza energetica del sistema. La descrizione dei vari livelli a cui può esplicarsi il controllo e la rappresentazione delle relative architetture è ancora oggetto della prima fase delle attività. La seconda parte delle attività è invece dedicata alla implementazione della logica di controllo con una particolare attenzione al software che dovrebbe sovrintendere alla gestione energeticamente efficiente dei sistemi individuati. Dopo una esaustiva rassegna che riporta lo stato dell’arte sull’argomento della gestione energeticamente efficiente delle microreti, sono rappresentati gli obiettivi che si vogliono conseguire e le variabili sulle quali si può intervenire. Successivamente, viene dato ampio spazio alle tecniche di soluzione di tali problemi in relazione alle soluzioni tecnologiche considerate. Le tecniche di soluzione tengono conto del problema della incertezza legato alla previsione tanto dei prelievi da parte degli utenti quanto delle grandezze metereologiche su un orizzonte temporale di diverse ore.