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HybO - studi di fattibilità per sistemi elettrici ibridi

Le fonti di energia alternativa come il fotovoltaico e l’eolico sono utilizzate in maniera estensiva per alimentare sistemi elettrici in aree isolate. Lo svantaggio comune è la non prevedibilità della produzione che risulta essere di carattere aleatorio oltre che intrinsecamente intermittente nel caso del fotovoltaico.
Questi sistemi sono da sempre affiancati da generatori diesel che permettono di soddisfare la richiesta dei carichi indipendentemente dalle fonti rinnovabili. Oggigiorno si ricorre ai sistemi di accumulo energetico basati su super-capacitori, batterie elettrochimiche, idrogeno, ecc. Questi dispositivi permettono un notevole risparmio di carburante ed una minore emissione di gas serra, che in taluni casi potrebbe essere addirittura azzerata. Il compito dei generatori diesel si riduce alla sola gestione di situazioni limite, come un eccesso di carico non previsto oppure il perdurare di condizioni meteo sfavorevoli alla produzione energetica.
Con la riduzione degli incentivi per la produzione di energia da fonti rinnovabili, oltre ai sistemi isolati, queste tecnologie suscitano anche l’interesse di chi si trova a gestire impianti connessi alla rete. In questi casi al posto del sistema di backup diesel si utilizza la rete per soddisfare garantire il soddisfacimento della domanda di carico.

Attualmente si assiste alla diffusione di sistemi elettrici ibridi, per via della riduzione dei costi a cui stanno andando in contro. La domanda crescente per questa tipologia di sistemi così complessi, porta ad affrontare nuove problematiche di dimensionamento che non possono essere risolte con i metodi tradizionali di calcolo, in quanto di natura non lineare e quindi risolvibili attraverso numerose simulazioni. L’impiego di algoritmi innovativi diventa necessario per affrontare una corretta progettazione di tali sistemi.

Il costo dell’energia elettrica consumata dai carichi per un impianto ibrido è determinata dagli investimenti, in relazione alla vita utile, per ogni singolo componente. Per tale ragione un dimensionamento ottimale dei componenti permette di avere un costo per unità di energia, economicamente vantaggioso ed in più competitivo.  Il corretto dimensionamento dei componenti è fondamentale per garantire la convenienza economica dell’investimento in un sistema elettrico ibrido.

 

HybO ha come primo obiettivo quello di simulare il comportamento energetico di un sistema elettrico ibrido. Il sistema è composto da carichi alimentati tramite un impianto fotovoltaico, un accumulo a breve termine a batterie, un accumulo a lungo termine basato sull’idrogeno ed un backup (diesel o rete).
Dopo aver fornito i parametri necessari, HybO permette di individuare le dimensioni ottimali dei vari macro componenti del sistema.
Nel caso di sistema connesso alla rete verrà massimizzata l’indipendenza dalla stessa. Nel caso di sistema isolato verrà minimizzato l’utilizzo del sistema di backup diesel.
Data una certa configurazione d’impianto, l’algoritmo effettua una simulazione energetica, su base annua con granularità oraria. Inoltre calcola il costo unitario dell’energia elettrica. La parte di ottimizzazione, ricerca la con configurazione impiantistica che rende più basso il costo unitario dell’energia.

HybO è un potente strumento che permette ad ARS Sistemi di effettuare studi di fattibilità per progetti inerenti sistemi elettrici ibridi. Individuate le condizioni economiche favorevoli per l’installazione di un sistema ibrido, HybO fornisce il supporto decisionale essenziale per il dimensionamento dei componenti.

ARS Sistemi può avvalersi di HybO, sia per la progettazione della micro rete ibrida in toto, sia per consulenze relative al solo dimensionamento dei componenti a progettisti esterni.

La ricerca relativa ai sistemi innovativi di energy storage per l’applicazione in smart grids e smart buildings, fornisce un ulteriore supporto per la progettazione e la scelta degli specifici componenti.



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