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Sommario
Introduzione ... 5
1 Principi base dell’elettrificazione rurale off-grid ... 6
1.1 Perché ricorrere a soluzioni off-grid ... 8
1.2 Soluzioni tecniche off-grid: caratteristiche ed elementi chiave ... 12
1.2.1 Mini-grid systems ... 13
1.2.2 Stand-alone systems ... 17
1.2.3 Confronto ... 18
1.3 Benefici ... 19
1.4 Qualità del servizio ... 21
2 Soluzioni tecnologiche ... 25 2.1 Fonti energetiche ... 25 2.1.1 Diesel ... 26 2.1.2 Solare ... 30 2.1.3 Eolico ... 35 2.1.4 Biomassa ... 39 2.1.5 Idroelettrico ... 41 2.2 Mini-grid ... 43 2.2.1 Diesel ... 44 2.2.2 Ibride ... 48
2.2.3 Tipo di tensione distribuita (AC/DC) ... 50
2.2.4 Configurazioni possibili ... 51
2.2.5 Numero di fasi (monofase/trifase) ... 54
2.2.6 Rete di distribuzione in bassa tensione ... 55
2
2.2.8 Messa a terra ... 62
2.2.9 Interconnessione tra mini-grid ... 63
2.3 Stand Alone Systems ... 64
2.3.1 Sistemi diesel ... 64
2.3.2 Sistemi fotovoltaici ... 65
2.3.3 Sistemi eolici (Wind Home Systems) ... 69
2.3.4 Sistemi idroelettrici ... 70
2.4 Il ruolo chiave delle batterie ... 71
2.4.1 Caratteristiche e tipi di batterie ... 71
2.4.2 Criteri di scelta ... 77
2.4.3 Metodi di controllo ... 79
2.5 Sinergie con altri settori ... 79
2.5.1 Idraulico ... 79 2.5.2 Telecomunicazione ... 80 2.5.3 Sanità ... 81 2.5.4 Illuminazione pubblica ... 81 2.6 Standard di riferimento ... 82 3 Attori principali ... 85 3.1 Clienti ... 85 3.1.1 Domestici ... 85 3.1.2 Produttivi ... 87 3.1.3 Istituzioni sociali ... 88 3.2 Settore privato ... 88
3.3 Governo centrale e provinciale ... 89
3.4 Utility pubbliche ... 90
3
3.6 Fornitori di competenze ... 91
4 Modello di business ... 93
4.1 Stima del carico e willingness-to-pay ... 94
4.1.1 Stima del carico con analisi dei carichi ... 96
4.1.2 Stima del carico con analisi economica – WTP ... 99
4.2 Disponibilità economica degli abitanti rurali ... 101
4.3 Modello di business – Mini-Grid ... 102
4.3.1 Catalogazione ... 102
4.3.2 Ruolo del settore privato ... 107
4.3.3 Tariffa, sussidi, FiT e tassa di connessione ... 107
4.3.4 Coinvolgimento della comunità ... 111
4.3.5 Aspetto finanziario ... 111
4.3.6 Flussi di cassa... 113
4.3.7 Aspetti normativi ... 115
4.4 Modello di business – Stand Alone Systems ... 116
4.4.1 Sostenibilità finanziaria – SHS ... 117
4.4.2 Modelli di business – SHS ... 118
4.4.3 Ruolo dei settori privato e pubblico ... 121
4.4.4 Ruolo dei sussidi ... 121
4.4.5 Risparmio per il cliente – SHS ... 122
4.5 Pagamento della tariffa ... 123
4.6 Elementi chiave per lo sviluppo sostenibile di soluzioni off-grid ... 124
4.6.1 Aspetti tecnico-economici ... 124
4.6.2 Normativa ... 125
4.6.3 Aspetto finanziario ... 126
4
5 Casi studio ... 127
5.1 Mini-grid ... 127
5.1.1 Confronto tra fotovoltaico e diesel ... 127
5.1.2 Confronto diesel ed idraulico ... 130
5.1.3 Mini-grid interconnesse di Kolkhop e Thingan in Nepal ... 133
5.2 Stand Alone Systems ... 141
5.2.1 M-KOPA Solar – SHS ... 142
5.2.2 Off grid box ... 144
6 Conclusioni ... 146
Ringraziamenti ... 148
