Dimensionamento ottimale di Comunità Energetiche Rinnovabili: metodi, strumenti e casi studio = Optimal sizing of Renewable Energy Communities: methods, tools and case studies

Le comunità energetiche rinnovabili (CER) nascono per favorire la produzione e il consumo di energia da fonti rinnovabili tramite il coinvolgimento di cittadini e amministrazioni locali. Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza rappresenta una valida opportunità per lo sviluppo di queste iniziative nei comuni con meno di 5000 abitanti, grazie al finanziamento dei costi legati all’installazione dell'infrastruttura rinnovabile. In quest'ottica 40 comuni del territorio del Pinerolese hanno stretto una collaborazione con il Dipartimento di Energia del Politecnico di Torino (DENERG) per un'analisi di fattibilità tecnico-economica relativa alla costituzione di comunità energetiche. L'obiettivo della presente tesi consiste nella simulazione e valutazione delle CER realizzabili nell'area citata, attraverso l’utilizzo del tool RECoupled, procedura implementata in Python e sviluppata dal gruppo di ricerca CADEMA del DENERG, in modo da fornire ai comuni coinvolti nello studio risultati utili sulla fattibilità di queste iniziative. In RECoupled la CER viene modellata come un insieme di nodi della rete di distribuzione elettrica caratterizzati dalla presenza di carichi elettrici, impianti di produzione da fonti rinnovabili ed eventuali accumuli energetici. Nello studio delle CER comunali, si parte da una configurazione base in cui si considerano soltanto impianti fotovoltaici ed utenze elettriche del comune. In aggiunta vengono definiti una serie di scenari, dove si abbinano agli impianti fotovoltaici diverse taglie di sistemi di accumulo e si ipotizza la penetrazione di un numero crescente di utenze domestiche nella comunità. Gli scenari individuati vengono valutati e confrontati attraverso il calcolo di opportuni indici di prestazione energetici, economici ed ambientali. Per l'applicazione del tool RECoupled è necessario conoscere i profili orari annui di carico di tutte le utenze elettriche inserite nella configurazione ed i profili orari annui di produzione degli impianti fotovoltaici della CER. Dunque è stata necessaria un'attività propedeutica di raccolta e "processing" dei dati essenziali al tool. In particolare è stato chiesto alle amministrazioni comunali di condividere l'elenco delle utenze municipali e i consumi elettrici mensili, suddivisi in fasce orarie, per avere un quadro sui carichi elettrici da inserire nella CER; mentre per avere un quadro sulla capacità produttiva della CER sono state raccolte informazioni su superfici in disponibilità dei comuni per realizzare nuovi impianti fotovoltaici. I profili orari annui di carico delle utenze comunali considerate sono stati ricostruiti dai valori di consumo mensile condivisi e la loro estrazione è stata eseguita implementando un'apposita procedura in Python. I profili orari annui di produzione degli impianti fotovoltaici sono stati ottenuti attraverso il software di simulazione PV*SOL premium, a partire dalla collocazione geografica e dalle caratteristiche di estensione ed orientamento dei tetti degli edifici e dei terreni, indicati dai comuni.