GESTIONE DELLA DOMANDA DI ENERGIA NELL’AMBIENTE COSTRUITO

Descrizione

L’attività di ricerca si rivolge all’analisi della flessibilità energetica fornita dagli edifici, sia di tipo residenziale, sia industriale. Il consumo energetico degli edifici ammonta a circa il 40% della domanda energetica globale e una grande attenzione a livello internazionale viene posta nella riduzione di tale domanda. Inoltre, offrendo gli edifici una riserva energetica attraverso lo stoccaggio termico dell’involucro edilizio o di altri dispositivi correlati agli impianti, risulta molto interessante la possibilità di sfruttare la loro flessibilità energetica a favore dell’efficienza dell’intero sistema energetico. In particolare quando la domanda termica è soddisfatta tramite dispositivi alimentati elettricamente, come le pompe di calore, si stabilisce una relazione diretta tra flessibilità termica ed elettrica e gli edifici possono operare nel contesto delle smart grid. Tra gli altri molto rilevante è il ruolo delle pompe di calore in programmi di Demand Response (DR), in cui la domanda dell’utente viene spostata secondo le esigenze della rete per mezzo di politiche tariffarie appropriate. La ricerca svolta si rivolge all’analisi teorica e pratica dei suddetti sistemi. Si sviluppano modelli di simulazione per quantificare la flessibilità energetica e la possibilità di utilizzarla in condizioni di funzionamento dinamico sia a livello di singolo edificio sia a livello di domanda aggregata. Tra le attività:

• Analisi ed ottimizzazione di sistemi energetici integrati (diversi dispositivi, diverse fonti e vettori energetici)
• Studio ed implementazione di sistemi di controllo ottimo
• Integrazione di strumenti di controllo ottimo e progettazione ottimizzata di sistemi
• Valutazione di strategie di gestione della domanda di energia (demand side management) a livello di singolo edificio o domanda aggregata
• Analisi delle prestazioni delle pompe di calore in programmi di Demand Response

Pubblicazioni
  1. A. Arteconi, N.J. Hewitt, F. Polonara, State of the art of thermal storage for demand side management, Applied Energy, vol. 93, pp. 371-389, 2012, ISSN:0306-2619, doi:10.1016/j.apenergy.2011.12.045
  2. A. Arteconi, N.J. Hewitt, F. Polonara, Domestic Demand-Side Management (DSM): Role of Heat Pumps and Thermal Energy Storage (TES) systems, Applied Thermal Engineering, vol. 51, pp. 155-165, 2013, ISSN: 1359-4311, doi:10.1016/j.applthermaleng.2012.09.023
  3. A. Arteconi, D. Costola, P. Hoes, J.L.M. Hensen, Analysis of control strategies for thermally activated building systems under demand side management mechanisms, Energy and Buildings, Volume 80, pp. 384-393, 2014, ISSN: 03787788, DOI: 10.1016/j.enbuild.2014.05.053
  4. D. Patteeuw, K. Bruninx, A. Arteconi, E. Delarue, W. D'haeseleer, L. Helsen, Integrated modeling of active demand response with electric heating systems coupled to thermal energy storage systems, Applied Energy (2015), Volume 151, pp. 306-319, ISSN: 03062619, DOI:10.1016/j.apenergy.2015.04.014
  5. A. Arteconi, D. Patteeuw, K. Bruninx, E. Delarue, W. D'haeseleer, L. Helsen, Active demand response with electric heating systems: impact of market penetration, Applied Energy 177 (2016) 636–648, ISSN: 03062619, Doi:10.1016/j.apenergy.2016.05.146
  6. A. Arteconi, E. Ciarrocchi, Q. Pan, F. Carducci, G. Comodi, F. Polonara, R. Wang, Thermal energy storage coupled with PV panels for demand side management of industrial building cooling loads, Applied Energy 185 (2017) 1984–1993, ISSN: 03062619, doi:10.1016/j.apenergy.2016.01.025
  7. F. Ferracuti, A. Fonti, L. Ciabattoni, S. Pizzuti, A. Arteconi, L. Helsen, G. Comodi, Data-driven models for short-term thermal behaviour prediction in real buildings, Applied Energy Vol 204, 15 October 2017, Pages 1375-1387, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.015.
  8. D. Patteeuw, G.P. Henze, A. Arteconi, C.D. Corbin, L. Helsen, Clustering a building stock towards representative buildings in the context of air-conditioning electricity demand flexibility, Journal of building performance simulations, 2019, vol 12 issue 1, pp. 56-67, ISSN: 1940-1493, DOI: 10.1080/19401493.2018.1470202
  9. A. Arteconi, F. Polonara, Assessing the Demand Side Management Potential and the Energy Flexibility of Heat Pumps in Buildings, Energies 2018, 11(7), 1846; ISSN: 1996-1073, doi: 10.3390/en11071846
  10. G. Coccia, P. D’Agaro, G. Cortella, F. Polonara, A. Arteconi, Demand side management analysis of a supermarket integrated HVAC, refrigeration and water loop heat pump system, Applied Thermal Engineering, In Press, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.02.101
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