La piattaforma “RES-Plat” consente di analizzare, in modo integrato e in un’ottica di pianificazione, gli impatti multi-dimensionali dello sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili (FER), con particolare riferimento a eolico e fotovoltaico. Essa permette di avere contezza, attraverso una rappresentazione cartografica interattiva, del potenziale sfruttabile, e di valutare, a diversa scala territoriale (paese, regione, distretto) la producibilità energetica, con granularità oraria, di varie soluzioni tecnologiche, l’impatto finanziario dell’investimento e le relative ricadute ambientali.

Stato del brevetto

CONCESSO

Numero di priorità

Software con Marcatura Temporale

Data di priorità

16/07/2020

Licenza

INTERNAZIONALE

Mercato

Gli investimenti in fonti rinnovabili – nell’ottica della transizione energetica – sono già rilevanti e destinati a crescere nei prossimi anni; al riguardo, soltanto per l’Italia, il Piano Nazionale Integrato Energia e Clima stima un investimento addizionale di 186 miliardi di € al 2030, mentre il Libro Bianco di Confindustria li quantifica in 126 miliardi di €. La disponibilità di strumenti di pianificazione come RES-Plat, in grado di consentire l’analisi di scenari alternativi (anche in termini di ricadute finanziarie), assumerà quindi sempre maggior rilevanza per gli investitori e gli operatori coinvolti.

Problema

La transizione energetica verso la decarbonizzazione è ormai una necessità ineludibile al fine di contrastare gli impatti negativi su ambiente (in termini di cambiamenti climatici connessi al riscaldamento globale) e salute umana (in relazione alle emissioni di inquinanti atmosferici). Questo implica una progressiva sostituzione delle fonti fossili nel mix energetico dei singoli paesi che comporta notevoli cambiamenti di paradigma, con uno spostamento verso soluzioni tecnologiche alimentate da commodity non fossili e con riflessi in termini non soltanto di sostenibilità ambientale ma anche di accessibilità economica e di sicurezza. In questo contesto, un ruolo fondamentale è giocato dall’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili (FER), quali eolico e solare fotovoltaico, accoppiata all’elettrificazione degli usi finali. In particolare, la produzione di energia elettrica da FER richiede una pianificazione puntuale degli investimenti da effettuare, tenendo in considerazione sia le risorse potenziali del territorio che le caratteristiche tecniche delle tecnologie adottate. Per questo, avere la possibilità di effettuare analisi integrate mediante strumenti innovativi che permettano di tenere conto delle peculiarità ambientali e morfologiche dei siti e di stimare gli impatti di diverse soluzioni alternative in un’ottica multidimensionale (ossia non soltanto in una prospettiva energetica, ma anche di sostenibilità ed economica) sta diventando di primario interesse.

Limiti attuali tecnologie / Soluzioni

Attualmente esistono soltanto software commerciali che permettono la valutazione della produzione dalle fonti rinnovabili e il dimensionamento dei componenti, ma che sono, prevalentemente, software di progettazione, il cui scopo è quello di identificare le taglie da installare per soddisfare determinati fabbisogni energetici. Tali software non permettono una facile pianificazione delle rinnovabili a larga scala. Infatti spesso non è possibile effettuare rapidamente un confronto fra diverse tecnologie e configurazioni per ampie zone geografiche, oppure non vengono tenuti in conto di criteri di morfologia del territorio fondamentali per l’installazione degli impianti. Inoltre, solitamente questi strumenti non consentono una valutazione integrata dei benefici ambientali ed economici. Tra le soluzioni alternative per la pianificazione, si possono citare l’effettuazione di campagne di misure sperimentali su larga scala e l’installazione di impianti “demo” distribuiti su tutto il territorio, che comporta tuttavia tempi lunghi e costi spesso proibitivi, in particolare nel caso in cui la pianificazione riguardi ampie zone geografiche (ad esempio, un intero paese), e l’utilizzo di database di dati meteo per valutare puntualmente e iterativamente le potenzialità di ciascun singolo sito di interesse tramite appositi modelli, anche in questo caso con tempistiche lunghe che ostacolano il lavoro del pianificatore/stakeholder.

Killer Application

La piattaforma RES-Plat ha già trovato applicazione pratica come strumento per l’analisi di scenario nell’ambito della redazione del rapporto ENEMED – Med & Italian Energy Report 2020, incentrato sulla valutazione delle potenzialità delle fonti rinnovabili per la costruzione di un nuovo dialogo energetico nel Mediterraneo e realizzato in collaborazione tra il laboratorio ESL@Energy Center – Politecnico di Torino, il centro studi «Studi e Ricerche per il Mezzogiorno» (SRM) di Intesa Sanpaolo e il Joint Research Center (JRC) della Commissione Europea. L’obiettivo è quello di rendere la piattaforma uno strumento per la risposta customizzata a istanze specifiche in tema di pianificazione energetica delle fonti rinnovabili avanzate da diverse tipologie di stakeholder (istituzioni ed enti pubblici, compagnie energetiche, investitori, altri centri di ricerca e think tank).

Tecnologia e nostra soluzione

Scopo della piattaforma RES-Plat (disponibile online, con accesso è riservato a utenti registrati) è quello di fornire una soluzione integrata che accoppia un database sviluppato a hoc, una rappresentazione geo-referenziata interattiva, l’implementazione di modelli matematici e un’interfaccia utente finalizzata all’analisi energetica, degli impatti ambientali e all’analisi economico-energetica dei sistemi energetici, con particolare riferimento alle FER. Essa è basata su un database proprietario, alimentato da differenti dataset pubblicamente disponibili, da cui vengono estratte le informazioni relative a diversi parametri (radiazione globale, temperatura dell’aria, velocità del vento, altitudine, tipologia di terreno, rugosità del terreno), ed è organizzata in 6 sezioni: Maps (visualizzazione delle mappe di producibilità associate a diverse tecnologie fotovoltaiche ed eoliche, di irradianza e di velocità del vento, secondo vari livelli di suddivisione amministrativa); Data (esplorazione dei dati contenuti nel database); Manage DB (possibilità di operare modifiche al database e ai parametri di configurazione di mappe e simulazioni);  Cases (possibilità di visualizzare i casi realizzati o di crearne uno nuovo);  Analysis (effettuazione di simulazioni, attraverso il kernel di calcolo); Results (visualizzazione dei risultati, in termini di produzione di energia elettrica con diversa granularità temporale, metriche finanziare e impatti ambientali). La piattaforma presenta alcune peculiarità innovative, tra cui la completa integrazione della parte cartografica interattiva, che permette un’analisi puntuale delle caratteristiche del territorio e la definizione di diversi criteri di idoneità / non idoneità di un sito in funzione della tecnologia da installare e di parametri fisici, ambientali e topologici, consentendo così di disporre di un pre-screening del territorio analizzato.

Vantaggi

Rispetto alle soluzioni attualmente disponibili, la piattaforma si distingue per alcune peculiarità:

  • l’installazione di sistemi alimentati da FER decisa con criteri di sfruttamento ottimale dei territori, basati sulla geomatica e distinti in base alle tecnologie: per il fotovoltaico la tecnologia è scelta in funzione della percentuale di superficie edificata; per le turbine eoliche sono scelti solo i territori con le opportune morfologia, altimetria e temperatura in presenza di bassa superficie edificata;
  • La possibilità di ottenere, nell’analisi, attraverso la conoscenza contemporanea dei profili di generazione e consumo, l’ottimo compromesso tra la massimizzazione dell’autosufficienza energetica rispetto al consumo totale e la massimizzazione dell’autoconsumo rispetto alla produzione da FER;
  • l’analisi integrata di producibilità energetica, di sostenibilità ambientale e di impatto finanziario.

Roadmap

A partire dalla piattaforma RES-Plat, è in corso un progetto di creazione di una piattaforma modulare di “app” tematiche, dedicate ciascuna a singole commodity (FER terrestri e marine, singole fonti fossili, …) o allo studio del trend evolutivo dei sistemi energetici nell’ottica della transizione energetica, per l’analisi di scenario multi-layer, con valutazioni integrate di impatto energetico, finanziario e ambientale. Le app (una delle quali sarà costituita proprio dalla piattaforma RES-Plat, ulteriormente sviluppata con l’estensione della copertura geografica, l’inserimento di ulteriori funzioni di libreria e il raffinamento dell’analisi geomatica) dialogheranno tra loro, per fornire risposte customizzate alle istanze di diversi stakeholder del mondo istituzionale, industriale e della ricerca.

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