La transizione verso un sistema energetico basato su fonti rinnovabili richiede sistemi di accumulo che operino su diverse scale temporali, combinando tecnologie complementari tra loro. In tale contesto, il documento presenta un’analisi di un sistema di accumulo ibrido, composto da batterie e stoccaggio d’idrogeno, focalizzandosi sul suo dimensionamento e controllo per massimizzare l’autoconsumo e fornire servizi alla rete.

Durante l’attività è stato selezionato un caso studio d’interesse ed è stato effettuato il progetto di massima, per mezzo dello strumento di dimensionamento ottimo sviluppato nella precedente attività e qui ulteriormente affinato. Questo ha permesso di indentificare le taglie dei singoli componenti del sistema di accumulo ibrido in modo tale da massimizzare il valore attuale netto.

È stato quindi costruito un modello in ambiente di simulazione, considerando tutte le dinamiche tipiche del funzionamento del sistema, ed è stato sviluppato un sistema di controllo gerarchico su due livelli per la gestione energetica dell’intero sistema al fine di massimizzare l’autoconsumo e fornire servizi alla rete.

Da ultimo, il modello comprensivo di sistema di controllo, e che considera il dimensionamento effettuato, è stato utilizzato per analizzare in ambiente di simulazione il comportamento del sistema d’accumulo ibrido e verificare i miglioramenti in termini di autoconsumo e di flessibilità rispetto a soluzioni standard caratterizzate dalla presenza di sole batterie.

Le simulazioni mostrano che il sistema di controllo sviluppato è efficace nel massimizzare l’autoconsumo e nel fornire servizi alla rete elettrica, utilizzando la batteria e l’idrogeno in modo complementare e con un comportamento stagionale per l’idrogeno stesso. Il sistema di controllo è progettato per un funzionamento stagionale e giornaliero, compensando le variazioni di generazione e carico rispetto alle previsioni.

Il controllo permette infatti di gestire le fluttuazioni di carico e generazione aumentando l’autoconsumo, fornendo servizi a rete e garantendo un ripristino dell’energia accumulata attraverso un profilo privo di grosse variazioni di potenza. Dai risultati si osserva come la flessibilità del sistema varia a seconda della stagione, con una maggiore disponibilità di servizi a salire durante l’estate e una maggiore flessibilità a scendere durante l’inverno.

Il documento dimostra l’efficacia di un sistema di accumulo ibrido con un controllo ottimizzato per l’autoconsumo e la fornitura di servizi di rete. La presenza dell’accumulo di idrogeno aumenta la flessibilità del sistema rispetto a un sistema che usa solo batterie, nonostante il sistema di accumulo sia stato dimensionato al solo scopo di massimizzare l’autoconsumo.

Gli strumenti sviluppati per il dimensionamento e il controllo, oltre alla modellistica sviluppata, sono la base per lo sviluppo e la realizzazione di un sistema d’accumulo ibrido.