Alla luce della crescita d’interesse per l’inserimento nelle reti di distribuzione di sistemi di accumulo in grado di assolvere funzioni di supporto alla rete, si è svolta un’analisi tecnico-economica per valutare la sostenibilità di microreti in grado di funzionare in isola in presenza di tali sistemi e di generazione distribuita. In particolare, tra le possibili funzioni di una microrete si sono considerate quelle finalizzate al miglioramento della Power Quality (PQ) degli utenti connessi e allo sviluppo dell’autoconsumo per sfruttare meglio le risorse di energia rinnovabili non programmabili definendo diversi scenari al variare delle tecnologie di accumulo disponibili per soddisfare le due funzioni considerate. L’analisi è stata effettuata ricorrendo alla metodologia sviluppata nelle precedenti attività di ricerca. In particolare, per i diversi scenari considerati, si sono stimati: • i costi annui diretti causati dagli eventi di PQ; • i costi di investimento e esercizio; • i benefici offerti dai sistemi di accumulo e quelli specifici legati all’autoconsumo nelle microreti. Al fine di ottenere le stime dei precedenti costi e benefici si sono calcolati il numero di eventi di PQ cui un utente può essere soggetto, a partire dalle statistiche dei buchi e delle interruzioni di tensione offerte dal sistema di monitoraggio della qualità della tensione QuEEN e dall’Autorità per l’Energia Elettrica il Gas e il Sistema Idrico. Una volta disponibili questi dati, per confrontare tra di loro le diverse soluzioni, si sono calcolati alcuni indici economici (“tempo di ritorno dell’investimento” e “Valore Attuale Netto”). Dall’analisi è emerso che la realizzazione di una microrete con installato un sistema di accumulo, finalizzata alla compensazione dei disturbi della tensione di alimentazione per il miglioramento della qualità del servizio locale, può risultare economicamente sostenibile con i costi attuali delle tecnologia e questo è tanto più vero quanto maggiore è la sensibilità dei carichi locali. L’utilizzo di un sistema di accumulo finalizzato allo sfruttamento della generazione locale da fonti rinnovabili non programmabili per autoconsumo, alla luce delle ipotesi alla base dello studio, non è risultato economicamente sostenibile. Si evidenzia che le incertezze sui costi delle diverse tecnologie, insieme alla difficile valutazione dell’evoluzione temporale dei prezzi, potrebbero determinare modifiche significative ai risultati ottenuti.

Stima della sostenibilità economica di micro-reti in isola con generazione distribuita e accumulo interfacciata con elettronica di potenza

QUAIA, STEFANO
2015

Abstract

Alla luce della crescita d’interesse per l’inserimento nelle reti di distribuzione di sistemi di accumulo in grado di assolvere funzioni di supporto alla rete, si è svolta un’analisi tecnico-economica per valutare la sostenibilità di microreti in grado di funzionare in isola in presenza di tali sistemi e di generazione distribuita. In particolare, tra le possibili funzioni di una microrete si sono considerate quelle finalizzate al miglioramento della Power Quality (PQ) degli utenti connessi e allo sviluppo dell’autoconsumo per sfruttare meglio le risorse di energia rinnovabili non programmabili definendo diversi scenari al variare delle tecnologie di accumulo disponibili per soddisfare le due funzioni considerate. L’analisi è stata effettuata ricorrendo alla metodologia sviluppata nelle precedenti attività di ricerca. In particolare, per i diversi scenari considerati, si sono stimati: • i costi annui diretti causati dagli eventi di PQ; • i costi di investimento e esercizio; • i benefici offerti dai sistemi di accumulo e quelli specifici legati all’autoconsumo nelle microreti. Al fine di ottenere le stime dei precedenti costi e benefici si sono calcolati il numero di eventi di PQ cui un utente può essere soggetto, a partire dalle statistiche dei buchi e delle interruzioni di tensione offerte dal sistema di monitoraggio della qualità della tensione QuEEN e dall’Autorità per l’Energia Elettrica il Gas e il Sistema Idrico. Una volta disponibili questi dati, per confrontare tra di loro le diverse soluzioni, si sono calcolati alcuni indici economici (“tempo di ritorno dell’investimento” e “Valore Attuale Netto”). Dall’analisi è emerso che la realizzazione di una microrete con installato un sistema di accumulo, finalizzata alla compensazione dei disturbi della tensione di alimentazione per il miglioramento della qualità del servizio locale, può risultare economicamente sostenibile con i costi attuali delle tecnologia e questo è tanto più vero quanto maggiore è la sensibilità dei carichi locali. L’utilizzo di un sistema di accumulo finalizzato allo sfruttamento della generazione locale da fonti rinnovabili non programmabili per autoconsumo, alla luce delle ipotesi alla base dello studio, non è risultato economicamente sostenibile. Si evidenzia che le incertezze sui costi delle diverse tecnologie, insieme alla difficile valutazione dell’evoluzione temporale dei prezzi, potrebbero determinare modifiche significative ai risultati ottenuti.
Microgrids; Power Quality; Dispersed Generation; Economic sustainability
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