Caso alternativo

A seguito dei risultati ottenuti non soddisfacenti è stato pensato di testare la logica di gestioni dei sistemi di accumulo su un caso diverso da quello reale creando dei profili di utenze in consumo e produzione che soddisfino i canoni tipici di utenza domestica o di piccola impresa.

Si è inoltre scelto di mantenere uno stesso numero di nodi ossia sette per non falsare l’analisi del caso precedente reale e dimostrare come sia invece possibile ottenere degli effetti positivi se si verificano determinati mismatching e differenze nelle cariche residue tra i sistemi di accumulo delle varie utenze. La valutazione sarà comunque di rete complessiva in linea con quanto già detto riguardo alla logica RG.

Nel caso presentato si ha una produzione da fotovoltaico complessiva pari a 82.7 kWh e dei consumi giornalieri complessivi pari a 72.7 kWh.

Il valore annuale di consumo medio per utenza si aggira quindi sui 3800 kWh annui. Ricordiamo che questo valore rappresenta il consumo elettrico e non l’assorbimento da rete dato che le tutte le utenze di questo complesso sono dotate sia di impianto fotovoltaico sia di sistema di accumulo. Le curve relative al Caso alternativo sono visibili da Figura 8.12.

Si può già notare come le varie utenze, nel caso preciso scelte volutamente sufficientemente diverse, presentano dei consumi ben differenziati avendone introdotte tre di tipo domestico caratterizzate dai picchi serali (presumibilmente riconducibili al rientro in casa delle persone e all’utilizzo di

elettrodomestici per la cucina, una di queste si presume non abbia dei consumi serali nel giorno considerato) e quattro utenze riconducibili all’ambiente di PMI che potrebbe rappresentare dei semplici studi, edicole, ma di certo non di grossa taglia visti i valori ricreati. Non sono volutamente stati introdotti casi di consumo esageratamente diverso anche per il fatto che difficilmente un’utenza domestica possa essere geograficamente ubicata nelle prossimità di una grossa impresa. Nei centri urbani ciò sicuramente accade tra utenze domestiche e le tipologie di strutture citate prima. Si sono ottenuti quindi dei consumi complessivi simili ma distribuiti nella giornata in maniera diversa visto l’utilizzo destinato alle strutture.

La produzione da fotovoltaico invece utilizzata è la medesima per le sette utenze che compongono il complesso ricavata da PVGIS per un ipotetico impianto situato nella stessa zona di H-FARM da 3 kWp di taglia e inclinazione di 35° rivolto verso sud ottenendo una produzione giornaliera di 82.7 kWh.

Con il modello in MATLAB che implementa la logica di funzionamento in locale dei sistemi di accumulo e successivamente l’utilizzo del simulatore RG per l’ottenimento dei valori di batteria settati e loro elaborazione ai fini della valutazione sono stati ottenuti i parametri visibili in Tabella 8.6.

Tabella 8.6 - Caso alternativo: Confronto con logica REGALGRID

NODI Complesso Parametro 1 2 3 4 5 6 7 Locale RG SSR [%] 73.6 60.3 92.7 73.0 60.3 89.2 71.4 70.9 79.1 SSRRG [%] 65.6 54.1 83.4 56.9 56.6 79.6 62.5 SCR [%] 48.4 71.4 49.3 77.5 100 81.3 65.4 71.1 69.4 SCRRG [%] 28.6 63.9 32.1 46.2 93.9 59.5 57.2 Eload [kWh] 5.2 14.0 4.6 9.6 19.6 8.9 10.8 72.7 Ea [kWh] 1.4 5.6 0.3 2.6 7.8 1.0 3.1 21.2 15.2 Ea_RG [kWh] 1.8 6.4 0.8 4.1 8.5 1.8 4.1 Ei [kWh] 6.1 3.4 6.0 2.7 0.0 2.2 4.1 23.9 25.3 Ei_RG [kWh] 8.4 4.3 8.0 6.4 0.7 4.8 5.1

In questo caso si nota come la valutazione effettuata utenza per utenza fa ora emergere dei benefici considerevoli. La logica RG infatti attua una coordinazione tra le utenze per un beneficio alla rete complessiva. Ecco che in questo caso è ben riscontrabile nella parte destra della tabella l’aumento in autosufficienza del caso RG pari a un 8.2%. Va sottolineato che il diverso delta energetico visibile tra le energie immessa e prelevata è differente perché nel primo caso (Scenario di funzionamento in Locale) alcune delle utenze non hanno scaricato completamente la propria batteria a fine giornata. In questo caso, con la logica RG, ciò è avvenuto a conseguenza del fatto che le utenze appena nominate hanno ceduto parte dell’energia di batteria per scopi di rete complessiva.

Certamente i quantitativi energetici, partendo da una determinata situazione di carica di batteria e giungendo ad una stessa situazione, che sia una logica locale o RG, non varieranno per il semplice fatto che l’energia prodotta e quella consumata sono gli stessi: la variazione consiste nella maniera con cui vengono gestite le energie contenute nei diversi sistemi di accumulo.

In Figura 8.13 si ha il risultante scambio con rete nei due casi di funzionamento, rispettivamente in rosso per il caso di funzionamento in locale e in blu per quello con logica REGALGRID.

Si può notare la differenza delle aree tra le due curve soprattutto nella zona serale. Proprio in queste fasce orarie nel caso di REGALGRID non avvengono degli assorbimenti da rete che invece accadono nel caso di locale. Non avendo più disponibilità di fonte rinnovabile l’unica maniera per non prelevare da rete sono i sistemi di accumulo che nel caso di locale non possono essere scaricati se non per l’utente che li possiede e quindi gli impianti che non dispongono più di energia dalla propria contribuiscono all’assorbimento da rete. Nel secondo caso invece possiamo dire che l’energia nelle batterie viene condivisa e non avviene nessun assorbimento da rete fino al momento in cui tutti i sistemi di accumulo sono scarichi e sarà solo quello il momento in cui avverrà l’assorbimento da rete. Una situazione di questo tipo sicuramente si può presentare quando ad esempio durante i giorni festivi o di vacanza un’abitazione o una PMI non sono frequentati per svariati motivi. Ecco che la struttura che non viene utilizzata fa da riserva di energia con il proprio sistema di accumulo alle utenze invece che hanno dei consumi elettrici. Nel caso differente (logica in locale) l’utenza che non consuma immette si in rete ma solo una volta che abbia completato la propria carica di batteria e non andrà mai a scaricare la stessa per immettere energia in rete.

A questo proposito vengono mostrati nelle Figure 8.14 gli andamenti degli stati di carica (SOC) dei diversi sistemi di accumulo delle utenze nei due modalità di funzionamento.

Come si può notare dall’immagine si verifica quanto detto: se nel primo caso quattro dei sette sistemi di accumulo sono ancora carichi a fine giornata (nessuno di essi va al di sotto di un SOC del 60%) per dei consumi dell’impianto in cui sono installati ridotto, nel secondo (RG) l’ultimo sistema di

accumulo raggiunge la scarica completa intorno alle 22:00. È così avvenuto il massimo sfruttamento di questi sistemi che nella giornata hanno ciclato la massima energia disponibile al fine di mantenere un minor squilibrio al punto di connessione con la rete esterna.

Il caso presentato non può certamente avere una validità assoluta perché non sempre determinate situazioni di mismatching e stati di carica di batterie differenti potranno verificarsi. Questo aspetto però non rappresenterà un limite perché una logica di questo genere non potrà causare dei

peggioramenti visto che nel caso estremo di profili di produzione, di consumo e di conseguenza di utilizzo dei sistemi di accumulo identici ci potranno essere delle variazioni dei profili singoli di scambio con rete ma non certamente di rete complessiva. In questi casi quindi una logica di questo tipo non potrà attuare dei miglioramenti ma attuerà solamente degli spostamenti temporali degli assorbimenti e delle immissioni in rete.

8.3 Utilizzo delle batterie esclusivo come riserva di potenza