Sviluppo di modelli per il design e la gestione ottimizzata di reti energetiche complesse

L’obiettivo di questa tesi è lo sviluppo di codici per il dimensionamento delle tubazioni di una rete di teleriscaldamento e per la ripartizione dei carichi termici, elettrici e frigoriferi tra i sistemi di produzione presenti in una centrale. In primo luogo è stato sviluppato un codice in grado di fornire come output i diametri ottimali per il design della rete di distribuzione termica. È stato poi inserito un modello per aggiungere all'interno dell’analisi precedente la componente oraria del fabbisogno di energia termica, introducendo quindi la regolazione sulla potenza prodotta. In seguito è stato sviluppato un codice per la gestione ottimizzata della produzione in centrale, aggiungendo la richiesta elettrica e frigorifera e considerando come sistemi di produzione un motore cogenerativo, una caldaia e gruppi frigoriferi a compressione. Il software ha dato come output la potenza nominale del cogeneratore e la suddivisione oraria della produzione tra motore, caldaia e acquisto dalla rete elettrica. Sono state fatte due simulazioni: nella prima la funzione obiettivo è costituita dai costi di produzione, manutenzione e investimento dei sistemi energetici in centrale e dai costi di acquisto di energia elettrica dalla rete. Nella seconda è stato aggiunto un costo fittizio per limitare le possibili dispersioni termiche. Tutti i modelli sviluppati sono stati testati prima su una rete semplificata e poi sulla rete di teleriscaldamento del Campus di Parma.