Referente: Filippo Bovera |  filippo.bovera@polimi.it

Il progetto PoliGrid – la smart grid del Politecnico di Milano – nasce per garantire maggiore continuità nel servizio elettrico del campus di Piazza Leonardo Da Vinci, Via Bassini, Via Bonardi e Via Golgi. Oggi, il campus esteso di Leonardo-Bassini-Bonardi-Golgi costituisce un vero e proprio distretto energetico multi-vettore, in grado tra le altre cose di fornire servizi avanzati di flessibilità alla rete pubblica di distribuzione. 

Una rete elettrica di distribuzione interna in media tensione (23 kV) permette di soddisfare una domanda elettrica annua di circa 15 GWh, con picchi di potenza che raggiungono nel periodo estivo 4 MW. Alla rete sono connessi una decina di impianti fotovoltaici distribuiti su diversi edifici per una potenza totale di poco superiore a 1 MW, e un cogeneratore da 2 MW che produce sia energia elettrica, di cui circa il 90% auto-consumata localmente, sia energia termica, alimentando una rete di teleriscaldamento che si estende per più di 2 km all’interno del campus. La combinazione tra energia cogenerata ad alta efficienza e produzione fotovoltaica fornisce un profilo di auto-produzione energetica che permette di soddisfare i consumi interni con emissioni climalteranti minime.

Sin dal 2015 il Politecnico ha investito importanti risorse per ammodernare ed efficientare la rete energetica della propria sede in Città Studi. Il primo passo è consistito nell’ammodernamento della rete di teleriscaldamento e nell’installazione di un motore di cogenerazione in grado di garantire un’efficienza maggiore di 82%. Il cogeneratore  fornisce ogni anno 12 GWh di energia elettrica al campus, garantendo una fornitura stabile, a basse emissioni e conveniente. Più di recente, sono stati installati 11 impianti fotovoltaici per una potenza totale di poco superiore a 1,000 kW. Quest’ultima iniziativa si inserisce nell’ambito del Piano Strategico di Sostenibilità promosso dall’Ateneo nel 2022. Altri 3 impianti entreranno in servizio nel 2024 e verranno connessi alla PoliGrid, portando la potenza totale installata vicino a 1.5 MW.

La centrale tecnologica, cuore della PoliGrid, si trova all’incrocio tra via Golgi e via Pascal e si sviluppa su due piani. Al piano interrato si trova l’insieme degli scambiatori, delle pompe e delle tubazioni che permettono di alimentare le reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento.  I generatori di calore si trovano tutti al piano terra: un unico locale ospita due caldaie industriali (6+6 MW), che registrano rendimenti medi annui superiori a 97%, e un frigorifero ad assorbimento che converte la potenza termica proveniente dal cogeneratore in circa 1.4 MW di potenza frigorifera.

In un locale separato si trova il container che ospita il motore di cogenerazione. Il motore Jenbacher JMS 612 è in grado di recuperare 530 kW dal primo stadio di intercooling, 50 kW dall’olio lubricante, 350 kW dall’acqua di raffreddamento e 850 kW dai fumi di scarico. Con una cilindrata di 84.000 litri, 12 cilindri disposti a V, il suo funzionamento si basa su un ciclo 4 tempi alimentato a gas naturale. Il motore di cogenerazione garantisce flessibilità, sicurezza ed efficienza per una gestione ottimizzata dei flussi energetici della PoliGrid.

Una rete di comunicazione in fibra ottica estesa lungo tutto il campus permette di gestire dinamicamente sia gli impianti di produzione che quelli di consumo, dando la possibilità di sviluppare, testare e implementare in ambiente reale algoritmi avanzati di ottimizzazione e gestione di reti energetiche complesse. Risorse come la capacità di regolare lo scambio di potenza attiva e reattiva con la rete pubblica, la possibilità di gestire un’isola dinamica intenzionale, di ri-alimentare e ri-sincronizzarsi con il sistema elettrico nazionale, sono aspetti di fondamentale importanza per il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione Europei e nazionali. Dalla sala di controllo della PoliGrid, posta al piano terra della sua centrale tecnologica, è possibile monitorare e controllare, in modo manuale ed automatico, tutti gli impianti della rete energetica interna. Inoltre, dal 2023, la PoliGrid è dotata di un Controllore Centrale d’Impianto: questo dispositivo, previsto dalla Norma CEI 0-16, permette di implementare azioni avanzate di flessibilità aprendo le porte a numerose opportunità legate al demand response e ai servizi di dispacciamento locali e globali.  Questo fa della PoliGrid uno dei più avanzati banchi di prova in cui testare logiche di controllo innovative, che permetteranno di ospitare importanti quote di rinnovabili non programmabili pur mantenendo un’elevata sicurezza, economicità ed efficienza nella gestione del sistema energetico nazionale.

La PoliGrid è una rete viva, operativa, reale. Ma è anche un laboratorio didattico e di ricerca sperimentale, dove ospitiamo studenti e imprese. Ogni anno, nei periodi di maggio e dicembre, vengono organizzate su richiesta numerose visite, soprattutto a scopo didattico. Inoltre, il contesto universitario è ideale per favorire un’ottima interazione con le imprese interessate a testare i loro prodotti software per la gestione di reti energetiche complesse.

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