Cerca nel sito per parola chiave

rapporti - Deliverable

Aspetti tecnologici ed economici degli impianti di pompaggio idroelettrico a supporto della rete di distribuzione

rapporti - Deliverable

Aspetti tecnologici ed economici degli impianti di pompaggio idroelettrico a supporto della rete di distribuzione

Simulazione energetica e idraulica, per l’accumulo di energia fotovoltaica mediante impianti di micro pompaggio idroelettrico, a supporto della fornitura energetica di un grattacielo. Confronto con l’utilizzo di batterie.

Come è noto, il costante significativo incremento di energia proveniente da fonti rinnovabili (FER) connesse alle reti di distribuzione, sta causando e causerà sempre più un aumento delle difficoltà di esercizio, nonché un incremento delle necessità di riserva del sistema elettrico. La generazione distribuita connessa alla distribuzione, in particolare sistemi di pompaggio idroelettrico con potenze inferiori a 10 MW da allacciare alla media o bassa tensione, può contribuire alla fornitura di riserva per il sistema. Data la complessità delle problematiche ambientali associate alla realizzazione di tale tipologia di impianti (evidenziata nello studio del precedente anno di ricerca), si è volta l’attenzione alla valutazione del possibile contributo da parte di sistemi di pompaggio di piccolissima taglia, meno invasivi per il territorio, da realizzarsi in ambito urbano sfruttando salti esistenti, quali torri, grattacieli per uffici o ad uso domestico, ecc.

Nel presente studio vengono presentati i risultati di un modello matematico di simulazione energetica e idraulica, per l’accumulo di energia mediante impianti di micro pompaggio idroelettrico, a supporto della fornitura energetica di un grattacielo di 15 piani localizzato nella città di Milano per uso domestico con un consumo elettrico di circa 420 000 kWh. Nel case-study è stato incluso un impianto fotovoltaico tarato con la potenza ottimale per il profilo di consumo utilizzato. Vengono realizzati i confronti con un sistema equivalente basato su accumulo elettrochimico (batterie), valutando costi, benefici e performance del processo energetico.

Il costo complessivo attualizzato per un periodo di 30 anni, relativo alla fornitura elettrica diretta per tutte le utenze dell’edificio è risultato di 1.288 M€, mentre includendo l’investimento iniziale e i costi di gestione e sostituzione a fine vita utile di un impianto fotovoltaico di 80 kW di potenza ottimizzata il costo complessivo viene ridotto a 1.197 M€ (-7%).

Le simulazioni realizzate considerando i costi iniziali, i costi di gestione e ricambio fine vita utile, dimostrano che l’inserimento di un impianto di accumulo basato su micro pompaggio domestico di 40 kWh di capacità, fornisce sì dei vantaggi, ma in misura estremamente ridotta secondo le ipotesi adottate, riducendo leggermente il costo della fornitura elettrica a 1.196M€, mentre l’inclusione di un sistema basato sulle batterie innalza il costo.

Un’eventuale partecipazione al Mercato del Bilanciamento elettrico (MB) offrendo l’energia accumulata a salire a un al prezzo di 0.50 €/kWh (ottimale sulla base delle analisi svolte), potrebbe produrre un’ulteriore riduzione dei costi (a 1.189M€ e a 1.188M€ per i case-study con idroelettrico e batterie rispettivamente). Nel caso con batterie, supponendo un raddoppio del sistema fotovoltaico e offrendo sul MB a salire il 100% della potenza cumulata, si riscontrerebbe una riduzione di più dell’11% dei costi di fornitura attualizzati in 30 anni.

Benché le simulazioni abbiano dimostrato un beneficio economico molto limitato nel caso di impianti di accumulo energetico basati su micro pompaggio, la tecnologia potrebbe risultare maggiormente promettente, in funzione dell’evoluzione dei futuri prezzi di scambio energetico, del costo dei componenti e di un’adeguata normativa per autorizzare le configurazioni proposte nel presente studio.

Progetti

Commenti