Configurazioni del sistema

Il sistema PVZEN nasce per studiare diverse configurazioni di comunità energetica, in cui i partecipanti (o unità) sono collegati fra di loro e/o con la rete elettrica. Il sistema è composto concettualmente da:

• Arrivo BT: un allaccio alla rete elettrica del Politecnico
• Utenza 1, 2 e 3: 3 utenze domestiche attive in cui ciascuna utenza è in grado di produrre e stoccare energia, oltre ovviamente ad utilizzarla per i suoi carichi
• Blocco Centrale: un sistema centralizzato di produzione e accumulo di energia a servizio delle utenze della micro-rete
• Blocco UPS: un gruppo di continuità e dei carichi “privilegiati”, ovvero dei carichi la cui alimentazione è sempre garantita. Tra questi rientrano i sistemi di sicurezza e le strumentazioni di misura.

Per maggiori dettagli sulle singole parti che compongono l’impianto si visiti la seguente pagina: https://pvzen.polito.it/unita-dellimpianto-del-laboratorio-pvzen/ .

Le tre utenze sono collegate in parallelo tra loro, tutte sulla stessa fase. L’UPS e i carichi privilegiati sono invece collegati a valle del Blocco Centrale. Per quanto concerne il Blocco Centrale, all’interno dell’impianto è implementato un innovativo sistema in grado di variare la sua posizione all’interno dell’impianto. Infatti, mediante una pulsantiera, è possibile definire due configurazioni distinte per l’impianto:

CONFIGURAZIONE CASCATA : in questa configurazione il Blocco Centrale è interposto tra la rete del Politecnico e le utenze. In questo caso il Blocco Centrale si può paragonare ad un gruppo di continuità a servizio della micro-rete in quanto le utenze potrebbero attingere dalle sue riserve qualora vi fosse un blackout della rete elettrica.

CONFIGURAZIONE PARALLELO : in questa configurazione il Blocco Centrale è in parallelo alle utenze. Questa è una condizione più coerente a quella che si potrebbe trovare in una comunità energetica dotata di sistema di accumulo centralizzato.

Modalità di funzionamento del sistema

L’impianto opera secondo tre modalità principali: funzionamento autonomo in isola, funzionamento autonomo in collegamento alla rete e funzionamento da micro-rete (micro-grid).

     1.         Funzionamento autonomo in isola

In questa modalità, ogni utenza è indipendente sia dalle altre utenze che dalla rete elettrica. Tutta la potenza necessaria per alimentare i carichi è fornita esclusivamente dagli inverter, attingendo energia dal sistema fotovoltaico o dal sistema di accumulo. Non vi è alcun collegamento alla rete esterna.

     2.         Funzionamento autonomo in collegamento alla rete

In questa modalità, ogni utenza resta indipendente dalle altre, ma è in grado di scambiare potenza con la rete. Se necessario, può prelevare energia dalla rete, oppure, in caso di surplus energetico, può immettere energia nella rete. Questa modalità è possibile solamente in Configurazione Parallelo.

     3.         Funzionamento da micro-rete (micro-grid)

Nel funzionamento in modalità micro-grid, le tre utenze possono scambiare energia tra loro e con il Blocco Centrale. Se una delle utenze necessita di energia e non riesce a coprire la propria domanda dalle proprie fonti, può richiederla a un’altra utenza o al Blocco Centrale. Al contrario, qualora vi sia una sovraproduzione, l’utenza può convogliare l’energia verso le altre utenze o verso il Blocco Centrale. Questa modalità consente, inoltre, di scegliere se collegare l’intera micro-rete alla rete esterna o mantenere un funzionamento in isola.

Nel laboratorio PVZEN è implementata un’unità di controllo centralizzato che ha il ruolo di gestire gli scambi di potenza, sia tra la micro-rete e la rete elettrica esterna, sia all’interno della micro-rete. Per maggiori dettagli si veda la pagina https://pvzen.polito.it/logiche-di-controllo/ .