BESS – Tecnologie innovative a supporto dei programmi di decarbonizzazione in ambito industriale

L’urgente necessità di decarbonizzazione nel settore industriale ha stimolato la ricerca e l’implementazione di tecnologie innovative per la gestione dell’energia. Tra queste, i sistemi di accumulo dell’energia elettrica a batteria (Battery Energy Storage Systems, BESS) stanno emergendo come una soluzione potenzialmente efficace per ottimizzare l’uso delle fonti rinnovabili e ridurre la dipendenza dalle fonti fossili. L’obiettivo di questa tesi è quello di analizzare la fattibilità dal punto di vista economico-finanziario della tecnologia BESS in un contesto industriale attraverso lo sviluppo di un modello di simulazione realizzato in Simulink. Il modello sviluppato permette di valutare l’impatto dell’integrazione di un sistema di accumulo in un sito industriale alimentato attualmente da un impianto di cogenerazione e dalla rete elettrica, considerando la possibile installazione di un impianto fotovoltaico. La simulazione, condotta con passo orario su un periodo di un anno, analizza l’interazione tra il PV, il BESS e il cogeneratore attraverso una strategia di controllo rule-based, che privilegia l’autoconsumo dell’energia solare e ottimizza l’uso del BESS sulla base dei costi dell’energia e della produzione termoelettrica. L’analisi tiene conto dei principali vincoli operativi del BESS, quali limiti di scarica (SOC minimo del 20%) e gestione del degrado delle batterie e, inoltre, vengono presi in considerazione differenti profili di carico energetico e condizioni atmosferiche, inclusa la variabilità della generazione fotovoltaica dovuta alla copertura nuvolosa, fattore determinante nell’analisi della continuità operativa del sistema. In particolare, verranno studiate diverse taglie del sistema di accumulo per comprendere il loro impatto sulla convenienza economica e sulla capacità di migliorare il valore dell'investimento complessivo. L’analisi si basa su una serie di test di sensitività, volti a valutare l’influenza di vari parametri iniziali sugli indicatori di redditività e sulle prestazioni del sistema. I risultati della simulazione consentono di quantificare i benefici economici derivanti dall’uso del BESS, confrontando scenari predefiniti con diverse capacità di accumulo e diverse dimensioni dell’impianto fotovoltaico. Dal punto di vista economico-finanziario, sono considerati diversi indicatori di investimento, tra cui CAPEX, OPEX, Payback Period, Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR) e altri parametri chiave per la valutazione della sostenibilità economica del sistema. La priorità è data alla minimizzazione dei costi operativi, con ulteriori valutazioni legate agli investimenti iniziali e alla redditività nel tempo. Saranno analizzati scenari alternativi che prevedono differenti capacità di accumulo e dimensioni dell’impianto fotovoltaico, al fine di determinare la configurazione ottimale per il sito industriale in esame. In particolare, verranno studiate diverse taglie del sistema di accumulo per comprendere il loro impatto sulla convenienza economica e sulla capacità di migliorare il valore dell'investimento complessivo. L’analisi si basa su una serie di test di sensitività, volti a valutare l’influenza di vari parametri iniziali sugli indicatori di redditività e sulle prestazioni del sistema. Infine, il modello è stato concepito per essere scalabile, consentendo future applicazioni ad altri siti industriali con caratteristiche diverse, aspetto che è fondamentale per garantire che la metodologia proposta possa essere replicata e adattata in diversi contesti