Modelling tools for the techno-economic optimization of energy storage solutions for remote applications

In località remote può essere difficoltoso o eccessivamente oneroso riuscire ad avere un collegamento con la rete elettrica. In queste situazioni, soprattutto in caso di piccole comunità, è preferibile avere delle reti indipendenti che possono essere alimentate da generatori diesel, i quali garantiscono una buona affidabilità e continuità del servizio. Un’alternativa può essere quella di adottare delle tecnologie che sfruttino le risorse rinnovabili presenti sul territorio (per esempio pannelli fotovoltaici, turbine eoliche, biomassa). Tuttavia, a causa della discontinuità di certe fonti, è necessario avere dei sistemi di stoccaggio che sopperiscano ai momenti in cui la produzione è scarsa o assente, o possano coprire i picchi di richiesta senza che sia necessario un sovradimensionamento dei sistemi. Una possibile soluzione può essere quella di adottare un sistema ibrido che utilizzi come tecnologie per lo stoccaggio batterie e idrogeno allo stesso tempo. Questa è la soluzione che si propone con il progetto Remote che studia la fattibilità di questi sistemi per l’autosufficienza di località isolate dove è conveniente o preferibile utilizzare fonti rinnovabili e pulite di energia piuttosto che fonti fossili. Inoltre, in questi siti, può essere complicato, da un punto di vista logistico o economico, approvvigionarsi dalla rete. La presenza di un sistema P2P (power to power), che immagazzini energia sotto forma di idrogeno tramite un elettrolizzatore e la renda disponibile quando necessario grazie a una fuel cell, permette, seppur in genere più oneroso di uno con sola batteria, di stoccare relativamente grandi quantità di energia per lunghi periodi evitando un sovradimensionamento delle batterie. Con il progetto Remote è stato studiato un metodo per ottimizzare il dimensionamento di questi sistemi da un punto di vista tecno-economico. Il modello sviluppato da SINTEF, chiamato HyOpt, è composto da tre parti: un file Excel, un database SQLite e il modello vero è proprio realizzato in linguaggio FICOTM Mosel. Il fine di SINTEF è di rendere fruibile questo modello ad utilizzatori professionali che siano interessati a considerare la realizzazione di un proprio sistema ibrido. Per questo motivo, la prima parte del lavoro si è concentrata sulla realizzazione di un’interfaccia più semplificata riorganizzando il file Excel, da cui il codice legge i dati necessari e sul quale vengono visualizzati i risultati. In questo modo, sono state ridotte le informazioni necessarie da inserire ed è stata curata la parte di output. In quest’ultima troviamo una serie di grafici, tabelle e pannelli riportanti i principali risultati economici utili a comparare il sistema, e altre informazioni legate al funzionamento dei vari elementi. Successivamente, il metodo è stato applicato a un sito in esame all’università KTH di Stoccolma. Il caso studio riguarda la realizzazione di un sistema ibrido presso l’isola di Kökar, nelle isole Åland, un arcipelago della Finlandia situato nel Mar Baltico. Sono state considerate varie possibili configurazioni del sistema e i risultati sono stati comparati fra loro.