Nilm clOud seRvices for ResIdential userS – NORRIS

La transizione energetica verso l’utilizzo di fonti di energia rinnovabile richiede un profondo adeguamento tecnologico della rete di distribuzione e trasmissione dell’energia elettrica verso il nuovo concetto di Smart Grid. Le tecniche di monitoraggio non-Intrusivo dei carichi (Non-Intrusive Load Monitoring, NILM) consentono di estrarre i profili di consumo dei singoli elettrodomestici di un impianto elettrico senza l’installazione di dispositivi di misura dedicati e rappresentano un elemento di fondamentale importanza per le utility e gli utenti finali. La tecnologia sviluppata consiste in una piattaforma software basata su algoritmi di intelligenza artificiale in grado di fornire agli utenti informazioni dettagliate sui propri consumi.

Le tecniche di Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) ricadono nell’ambito più ampio delle tecnologie relative alle Smart Grid. La transizione energetica verso fonti di energia rinnovabile richiede un significativo adeguamento delle reti di distribuzione e trasmissione dell’energia elettrica, e le tecniche NILM rappresentano un elemento fondamentale per tale finalità. Alle tecniche NILM, si contrappongono tecniche di monitoraggio intrusive, in cui ogni dispositivo è dotato di un sistema di misura dedicato, e che hanno conseguentemente costi notevolmente maggiori.

La tecnologia NILM proposta utilizza un algoritmo intelligente in grado di estrarre i consumi di energia elettrica dei singoli dispositivi connessi ad un impianto elettrico misurando i valori di potenza attiva e reattiva complessivi dell’impianto. Nella soluzione proposta, viene utilizzato un avanzato algoritmo basato su Deep Learning integrato in una piattaforma software che comprende un server cloud a cui vengono inviati i dati di consumo. Successivamente alla fase di elaborazione, i consumi individuali di ogni elettrodomestico vengono resi disponibili all’utente tramite interfaccia web o mobile. In questo modo, in ambito residenziale, gli utenti sono maggiormente consapevoli dei consumi dei propri dispositivi e sono incentivati ad assumere un comportamento più responsabile e oculato, evitando sprechi, e riducendo i consumi. Inoltre, la tecnologia supporta nell’identificazione di dispositivi che non funzionano in modo ottimale. Queste informazioni possono essere utilizzate per migliorare le prestazioni del dispositivo, con conseguente riduzione del consumo energetico e dei costi associati. Le tecniche NILM consentono alle utility di implementare programmi di Demand-Response in modo più efficace, grazie ad informazioni in tempo reale sull’utilizzo dell’energia in un’abitazione o in un’azienda.

La tecnologia NILM (Non-Intrusive Load Monitoring) ha diverse applicazioni potenziali in diversi settori, compreso quello residenziale. Nelle abitazioni, il NILM può aiutare gli utenti a diventare più consapevoli e responsabili nei confronti del consumo energetico, riducendo gli sprechi e promuovendo l’efficienza energetica. La tecnologia può anche rilevare modelli di consumo anomali di singoli elettrodomestici, indicando malfunzionamenti. I sistemi di gestione dell’energia domestica possono utilizzare NILM per programmare gli orari di accensione e spegnimento degli elettrodomestici in base a fattori quali il costo dell’energia e la disponibilità di energia rinnovabile, implementando meccanismi di risposta alla domanda. Inoltre, NILM può supportare i sistemi di Ambient Assisted Living monitorando i consumi e fornendo informazioni relative alle attività di vita quotidiana, che possono indicare possibili situazioni di pericolo basate su modelli di utilizzo anomali.

I vantaggi delle tecniche di monitoraggio non intrusivo dei carichi comprendono l’economicità, la non invasività, l’aumento dell’efficienza energetica, il miglioramento della manutenzione e la possibilità di monitoraggio in tempo reale. Poiché la tecnologia non richiede sistemi di misura individuali per ogni dispositivo, è più conveniente rispetto ai metodi di misurazione tradizionali. Inoltre, non richiede alcuna modifica fisica all’impianto elettrico, il che la rende più interessante e conveniente per i proprietari e gli amministratori di edifici. Identificando i dispositivi e i loro pattern di consumo energetico, i proprietari e i gestori degli edifici possono ottimizzare l’uso dell’energia e ridurre i relativi costi. Queste informazioni possono essere utilizzate anche per effettuare la manutenzione o sostituire i dispositivi difettosi, migliorando l’efficienza e l’affidabilità complessiva dell’impianto elettrico. Grazie alla possibilità di monitoraggio in tempo reale, i proprietari e i gestori degli edifici possono controllare l’utilizzo dell’energia e identificare le aree di miglioramento.