Applicazione di un modello di ottimizzazione per la progettazione di un sistema energetico ibrido off-grid

Il peggioramento della situazione ambientale negli ultimi anni ha portato a politiche di conversione energetica, che comportano un utilizzo maggiore delle fonti energetiche rinnovabili a discapito dei combustibili fossili, con l’obiettivo di ridurre l’emissione di sostanze climalteranti. Oltre ad aspetti di sostenibilità ambientale, la scelta di utilizzare fonti energetiche rinnovabili deve tenere in considerazione aspetti di sostenibilità economica che dipendono dalle condizioni ambientali del luogo preso in considerazione, dal corretto dimensionamento dell’impianto in fase di progettazione e da condizioni di mercato. In caso di condizioni favorevoli, l’utilizzo di queste fonti è una buona alternativa all’energia fornita dalla rete elettrica (sistemi on-grid) o a quella fornita da un generatore a combustione (sistemi off-grid). Questo elaborato di tesi si pone l’obiettivo di presentare un modello matematico lineare per la progettazione di un sistema energetico ibrido off-grid, in cui sono presenti un impianto fotovoltaico, un impianto eolico, un sistema di accumulo (per compensare la sovrapproduzione o la sottoproduzione di energia da fonti rinnovabili) e un generatore diesel (fonte di backup). L’obiettivo del modello è dimensionare l’impianto fotovoltaico, l’impianto eolico e il sistema di accumulo in modo da minimizzare il costo livellato dell’elettricità (LCOE); successivamente, questo valore serve per valutarne la convenienza economica attraverso il confronto con il sistema alternativo, che è costituito dal solo generatore diesel. Il modello viene simulato con i dati climatici di tre città italiane (Bologna, Pesaro e Brindisi) e con il profilo della domanda energetica della sede più recente della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna. I risultati hanno portato a una fattibilità tecnica ed economica del sistema ibrido in ogni caso di studio, in quanto è stata ottenuta una riduzione del LCOE compresa fra il 38% e il 70%.