Ricerca e sviluppo

Negli ultimi anni, l’evoluzione delle nuove tecnologie ha fatto passi da gigante: da tempo l’Internet of Things e le soluzioni Cloud fanno ormai parte della nostra quotidianità. Anche se questa crescita ci porta a pensare che la tecnologia sia diffusa ovunque, il settore della regolazione degli edifici è ancora molto arretrato e questa condizione si verifica in tutti i contesti (terziario, industria e residenziale).

Il gruppo R&S presente in Enerbrain lavora a stretto contatto con i centri di ricerca europei per rispondere prontamente alle diverse sfide poste direttamente dalla comunità Europea in termini di innovazione e sostenibilità delle nostre città.

Il team si occupa dell’integrazione delle tecnologie al fine di massimizzare l’efficienza energetica e di rendere la soluzione sempre più scalabile.
All’interno vanta professionisti altamente preparati e l’equipe, in crescita ogni anno, è composta da matematici, fisici, ingegneri elettronici, energetici e informatici.
L’obiettivo è creare un team interdisciplinare affiatato per contribuire con soluzioni ad alta efficienza energetica che siano facilmente installabili e con un impatto immediato.

Nonostante negli ultimi anni siano stati apportati miglioramenti significativi in termini di efficienza energetica, Enerbrain ha scelto di concentrarsi sulla regolazione dei sistemi HVAC, da sempre caratterizzati dal loro consumo energetico elevato, soprattutto nel settore non residenziale.

Una delle principali sfide legate alla gestione ottimale dei sistemi HVAC consiste nel gestire la non linearità delle variabili di controllo come il comportamento degli occupanti o le condizioni meteorologiche esterne.

Pertanto, i ricercatori Enerbrain hanno concentrato la loro attenzione su strategie di controllo innovative per gli impianti HVAC che possono mantenere condizioni di comfort termico interno e, allo stesso tempo, ridurre il consumo di energia. Queste strategie devono essere anche in grado di gestire i segnali dalla rete elettrica al fine di soddisfare i requisiti di alimentazione e migliorare l’affidabilità e la stabilità della rete.

Queste attività sono realizzabili grazie all’introduzione di strumenti intelligenti di Automated System Optimization (ASO), che possono contribuire in modo significativo a migliorare la flessibilità energetica di un edificio. La flessibilità energetica rappresenta una caratteristica fondamentale degli edifici intelligenti e definisce la loro capacità di adattamento e di risposta alle richieste della rete, condizioni climatiche e esigenze degli utenti.

Oggi i PID sono i sistemi di controllo di livello inferiore più comuni, mentre il controllo basato su regole Rule Based Controller (RBC) è considerato lo standard per l’ottimizzazione della gestione di alto livello dei sistemi HVAC, ma i risparmi energetici che ne derivano sono limitati. Infatti, nel controllo RBC le strategie sono statiche e non scalabili su diverse condizioni climatiche o caratteristiche dell’edificio, incapaci di prevedere i cambiamenti nei sistemi HVAC.

Per ovviare a tali limitazioni, negli ultimi anni é stata esplorata l’applicazione di strategie basate su modelli. In particolare, il Model Predicted Control (MPC) è diventato la strategia di controllo predominante nella ricerca sul funzionamento intelligente degli edifici.

Tuttavia, sebbene l’implementazione di MPC abbia dimostrato un’eccellente capacità di migliorare il comfort termico e ridurre il consumo energetico, la sua natura basata su modelli rappresenta in alcuni casi un aspetto critico.

Infatti, un problema significativo del MPC è legato alla dipendenza delle prestazioni dalla definizione del modello per l’ottimizzazione della strategia di controllo, che è spesso difficile da progettare con accurata precisione. Inoltre, è difficile generalizzare il suo uso a diversi tipi di impianti ed edifici. Di conseguenza, i controllori MPC non sono stati adottati come previsto nel settore edile, nonostante i risultati promettenti.

La ricerca si è anche concentrata sullo sviluppo di controllori model-free basati sul Machine Learning (ML), che ha mostrato un grande potenziale nel miglioramento delle prestazioni degli edifici, in particolare quando basato sul Reinforcement Learning (RL). L’interesse per le strategie di controllo basate su RL sta crescendo, ed Enerbrain sta contribuendo alla ricerca in questo campo.