15.5 Risultati
Il consumo elettrico e termico totale delle abitazioni e dell’impianto acquaponico per la serra (modellato dai dati delle tabelle 15.1 e 15.2) è riportato nella tabella 15.3. L’impianto acquaponico serra è responsabile del 38,3% del consumo energetico e del 51,4% del consumo di calore. La domanda di energia per un impianto acquaponico integrato in una microrete residenziale è quindi leggermente superiore a un terzo del fabbisogno energetico locale totale, dato che tutta la produzione di energia residenziale e verdura/pesce avviene localmente. Il fabbisogno di calore comprende circa il 50% del fabbisogno di calore totale, che può essere attribuito per gran parte all’unità di distillazione che funziona con acqua ad alta temperatura.
Come si può vedere nelle Fig. 15.4 e 15.6, il sistema energetico Smarthoods è in grado di bilanciare la produzione e la domanda la maggior parte del tempo. La quota totale di elettricità importata dalla rete è del 4,62% per il caso di riferimento. A volte, si può osservare un leggero squilibrio di potenza, che può essere attribuito al controllo subottimale per la versione corrente del modello per la maggior parte. La cogenerazione, ad esempio, passa da uno stato acceso a uno stato fuori più volte nel corso di diverse ore, con conseguente sovrapproduzione di elettricità. Tale comportamento non si verificherà per un sistema di controllo più ottimizzato, poiché la cogenerazione può essere ridotta in coordinamento con la pompa di calore al fine di fornire la quantità precisa di elettricità e calore necessari.
15.5.1 Flessibilità
Il sistema è altamente flessibile grazie alla CHP e all’impianto acquaponica con illuminazione flessibile e pompe, nonché all’elevata capacità di tamponamento termico, oltre che alla
Tabella 15.3 Carico elettrico e termico per diversi aspetti della microgriglia
tavolo testata tr class = header» th/th th Residenziale /th th Impianto Aquaponic /th /tr /testata tbody tr class=“dispari» Domanda media lettica/td td 17,2 kW /td td 10,2 kW /td /tr tr class=“even» Domanda di picco TDElectricale/td td 47,6 kWsubp/sub /td td 15,2 kWsubp/sub /td /tr tr class=“dispari» ilDomanda totale lettrico/° th 143,2 MWh/anno /th th 89,2 MWh/anno /th /tr tr class=“even» TDThermal domanda media/td td 37,1 kW /td td 39,3 kW /td /tr tr class=“dispari» TDThermal picco domanda/td td 148,4 kW /td td 121,2 kW /td /tr tr class=“even» TH Domanda totale termica/esimo th 325.0 MWhsubth/Sub/anno /th th 344,2 MWhsubth/Sub/anno /th /tr /tbody /tavolo
Fig. 15.6 Diagrammi grafici della serie temporale per i bilanci energetici (in alto a sinistra) e del calore (in basso a sinistra) (in W) del sistema Smarthood. La capacità di stoccaggio (in kWh) è indicata sul lato destro per potenza (in alto a destra) e calore (in basso a destra). L’asse x rappresenta il numero di ore dall’inizio dell’anno. La linea nera rappresenta lo squilibrio dell’energia
batteria, e il sistema a idrogeno. Il sistema aquaponico, in particolare, aumenta notevolmente la flessibilità complessiva del sistema, in quanto può funzionare per una vasta gamma di input di energia, come si può ricavare dalla tabella 15.4. Grazie a questa flessibilità, il sistema riesce a raggiungere l’autosufficienza energetica quasi totale (95,38%) e il 100% di autosufficienza termica.