Ottimizzazione di un impianto di solar cooling con tecnica MPC

This thesis was carried out with the aim of creating an optimal control algorithm able to manage the operation of the solar cooling system located at the RSE research center. In particular, the purpose of this algorithm is to manage the multiple configurations that the system can take, minimizing, while it operates, the energy absorption and the emission of polluting agents. To achieve the objective, it was decided to develop an MPC control able to select the optimal configurations to be adopted, based on the forecasts of the weather and of the power required by the user. Therefore initially the study of the operating logic of the plant and the identification of the main components was made. For each of the latter, a sufficiently accurate model was then defined, obtaining different models used to derive the complete model of the system under analysis. The model of the plant thus obtained was then used to construct the MPC control, whose behavior was first evaluated in the simulation environment and, subsequently, on the pilot plant of the RSE research center. The data obtained from the experimental tests were finally processed and analyzed, in order to evaluate the actual performance of the MPC control developed.

Questa tesi è stata svolta con lo scopo di creare un algoritmo di controllo ottimo in grado di gestire il funzionamento dell'impianto di solar cooling situato presso il centro di ricerca RSE. In particolare, scopo di tale algoritmo è quello di gestire le molteplici configurazioni che l'impianto può assumere, minimizzandone, durante il funzionamento, l'assorbimento energetico e l'emissione di agenti inquinanti. Per raggiungere l'obbiettivo, si è cercato quindi di progettare un controllo MPC in grado di selezionare le configurazioni ottime da adottare basandosi sulle previsioni della potenza richiesta dall'utenza e sulle previsioni meteo. Inizialmente si è proceduto quindi studiando la logica di funzionamento dell'impianto e identificandone i componenti principali. Per ognuno di questi ultimi è stato poi definito un modello sufficientemente accurato, ottenendo diversi modelli utilizzati per derivare il modello completo del sistema in analisi. Il modello dell'impianto così ottenuto è stato quindi utilizzato per costruire il controllo MPC, il cui comportamento è stato prima valutato in ambiente di simulazione e, successivamente, sull'impianto pilota del centro di ricerca RSE. I dati ottenuti dalle prove sperimentali sono stati infine elaborati e analizzati, con il fine di valutare le effettive prestazioni del controllo MPC sviluppato.