IoT cooperativo ed efficienza energetica · - Autoapprendimento e regolazione cooperativa ... la progettazione di CPS basati su IoT in grado di coprire tutte le fasi del ciclo di

IoT cooperativo ed efficienza energetica

Gianni Viano

Softeco Sismat SrL

ternienergia.com

Abilitatore tecnologico

Offre prodotti e competenze ICT per realizzazioni di soluzioni

per il mondo business nei settori dell’energia, efficienza

energetica, industria, trasporti e logistica

• Mercato elettrico

• Efficienza energetica

• Automazione

• Trasporti/Logistica

Ricerca & Innovazione

• 6-8% del fatturato

• 100+ progetti

• 800+ partner

Dal 1979

Fatturato 20 M€

Dipendenti 210

Sedi a Genova, Milano, Napoli,

Catania, Roma

Parte del gruppo Ternienergia

Energia Mobilità Industria 4.0 Circular economy

ARGOMENTI

3 All rights reserved | TerniEnergia | Softeco Sismat | Selesoft

• IoT ed Efficienza Energetica

• Un dispositivo IoT per l’Efficienza Energetica

• Uno strumento per l’analisi della Prestazione Energetica

• Richiamo alla cyber-security

GARTNER HYPE CYCLE FOR EMERGING TECHNOLOGIES, 2017


Una tecnologia «sulla cresta dell’onda»

Che raggiungerà una maturità in

2-5 anni


L'Efficienza Energetica richiede strumenti ICT per una gestione

ottimale (dimostrati risparmi consistenti)

L'IoT abilita la connessione di miriadi di dispositivi (sensori,

attuatori, misuratori,…) collegati alle più svariate apparecchiature

Impianti industriali, edifici (grandi/piccoli), agglomerati, abitazioni

Possibilità di conoscere dati e controllare dispositivi su larga

scala

Possibilità di applicazione di tecniche «complesse» con dispositivi

semplici tramite cloud

Industry 4.0: sensori e attuatori per efficienza di processo

Smart meters – seconda generazione

EFFICIENZA ENERGETICA NELL’ERA IOT

All rights reserved | TerniEnergia | Softeco Sismat | Selesoft 7

DISPONIBILITÀ DELL’UTENZA

Sondaggio di KRC Survey:

• Strumenti IoT per l’energia sono presenti tra gli

«appassionati» in oltre il 40% dei casi

• Tra questi, oltre il 70% conferma risparmio

• Oltre l'85% degli intervistati esprime interesse

per dispositivi IoT legati ad energia

• Beneficio più importante è il risparmio in bolletta


GSMA: The Impact of the Internet of Things, http://www.krcresearch.com/

Termostato IoT cooperativo


Efficienza energetica di edifici complessi, impianti, agglomerati, distretti


APPROCCIO «COOPERATIVO» ALL’EFFICIENZA ENERGETICA

• BMS centralizzato o assente (regolazioni locali) • Alti costi di installazione (cablaggi) • Difficile espandibilità • Difficoltà di gestire complessità

• Sistema di controllo intelligente basato su dispositivi IoT • Installazione semplice ed economica (wireless hub) • Facile espandibilità a edifici e a distretti/agglomerati • Progettato per gestire sistemi compositi e complessi

considerando le interazioni tra ambienti • Possibile risparmio > 20%

MONITORAGGIO E CONTROLLO IOT


» Algo, un termostato intelligente IoT per il mercato B2B

» Ottimizza la prestazione energetica dell’edificio

» Algoritmo di ottimizzazione delle prestazione energetica

con autoapprendimento in cloud

» Coordinamento tra più dispositivi da cloud

» Collegamento wireless a sensori e attuatori locali

» Monitoraggio parametri ambientali

» Costi di installazione e manutenzione contenuti (wireless)

Oltre 20% di risparmio su riscaldamento e climatizzazione

Collegamento a sensori / attuatori wireless e gateway verso host


HUB LOCALE

Collegamento WiFi con l’hotspot locale e il cloud dove sono realizzati i servizi di monitoraggio e regolazione

Rete z-Wave per collegare sensori

ed attuatori


Dispostivi IoT collegati e coordinati da cloud

ARCHITETTURA

Termostati installati nei

diversi ambienti

dell’edificio / impianto

Configurazione e accesso ai dati tramite web

Apprendimento modello di consumo e regolazione

• Monitoraggio dei parametri ambientali e delle regolazioni impostate

• Stima curve caratteristiche degli ambienti e degli impianti

• Apprendimento delle interazioni tra ambienti adiacenti

• Regolazione con set-point dinamici • Gestione calendari

• Modello a rete dei termostati installati

• Autoapprendimento periodico per ogni singolo

termostato della risposta combinata

• Calcolo dei parametri di regolazione ottimi di ogni

ambiente

• Regolazione basata su previsione dell’effetto

combinato dei diversi impianti collegati ai

termostati

• Identificazione di variazione del modello per

diagnostica predittiva

Utilizzo delle informazioni da termostati adiacenti per ottimizzare la regolazione


APPRENDIMENTO E REGOLAZIONE «COOPERATIVA»

• Comunicazioni wireless per semplice installazione

• Hub di sensori / attuatori locali

• Sostituibile ai normali termostati

• Interfaccia utente accessibile da web

• Adatto ad impianti e edifici di ogni dimensione con

diversi livelli di servizio:

- Singoli ambienti (vantaggio regolazione continua)

- Edifici di grandi dimensioni (regolazione combinata

a livello di opiano o di edificio)

- Autoapprendimento e regolazione cooperativa

Un termostato intelligente capace di traguardare edifici complessi


POSIZIONAMENTO E BENEFICI

ESOS uno strumento per

l’analisi del Profilo Energetico


ESOS comprende:

» Il monitoraggio dei consumi energetici

» Un sistema di indicatori di performance (KPI)

» L’analisi comparata multi-edificio

» La creazione di procedure interne che permettano di conseguire i risultati

prestabiliti e assicurino una gestione orientata al miglioramento continuo

ESOS permette di:

» Correlare consumi e costi corrispondenti

» Identificare anomalie, sprechi e inefficienze

» Identificare e pianificare interventi di risparmio/efficientamento energetico

» Ottimizzare l’approvvigionamento sul mercato energetico

Supporta ISO 50001

Piattaforma di supporto alla gestione energetica per sistemi anche complessi, multi utente e multi sito


ESOS

Azione

Conoscenza

Informazione

Dati

DAI DATI ALL’EFFICIENZA


MONITORAGGIO E CONFRONTO :

Energia Consumata

in periodi corrispondenti, costi divisi

per componenti

ANALISI :

Calcolo di KPI e benchmark,

mappa annuale della prestazione

CONSUMARE MENO E MEGLIO :

Identificazione anomalie, Previsione consumi,

regolazione predittiva su previsioni meteo,

confronto prestazioni multi-sito

Variazio

ne di

consumo

spec.

anno su

anno

Crescente

Decrescente

Basso

consumo

Alto

consumo

Consum

o

specifico

(Wh/m2)

Buona

performance e

in

miglioramento

Alto consumo ma

in diminuzione

Alto

consumo

e in crescita

Basso

consumo

ma in

crescita

Azione Conoscenza Informazione Dati

IoT & Cybersecurity


ANASTACIA sta sviluppando un cyber-security framework per la progettazione di CPS basati su IoT in grado di coprire tutte le fasi del ciclo di sviluppo del sistema e di prendere decisioni autonome attraverso l'uso congiunto di metodologie e strumenti avanzate di monitoraggio e di nuove tecnologie di rete come Software Defined Networking (SDN) e Network Function Virtualisation (NFV).


ANASTACIA: Advanced Networked Agents for Security and Trust Assessment in CPS/IoT Architectures

SECURING IOT, PRESERVING PRIVACY

ANASTACIA has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme under Grant

Agreement N° 731558 and from the Swiss State Secretariat for Education, Research and Innovation.

www.anastacia-h2020.eu

La natura eterogenea, distribuita e in continua evoluzione dei Cyber Physical Systems (CPS) basati su IoT e architetture cloud virtualizzate introduce nuovi e inaspettati rischi che possono essere risolti solo in parte dalle soluzioni di sicurezza attualmente disponibili.

Si rendono necessari nuovi paradigmi e metodi per: i) considerare gli aspetti di sicurezza del sistema sin dalle fasi di progettazione, ii) adattarsi alle mutevoli condizioni di sicurezza, iii) ridurre la necessità di correggere difetti dopo la distribuzione del sistema, e iv) garantire che il sistema sia sicuro e affidabile in ogni momento.

CONCLUSIONI


• Il paradigma IoT è abilitante per raggiungere obiettivi di efficienza energetica in contesti diversificati

• Dispositivi IoT semplici connessi in cloud possono realizzare funzioni complesse di regolazione operando anche in combinazione tra loro

• Il dispositivo presentato ottiene questo risultato che può essere ulteriormente valorizzato con applicazioni analitiche dedicate

• E’ comunque necessario considerare e garantire la sicurezza informatica connessa all’uso di Internet

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