Uno schema di Model Predictive Control per la gestione ottimizzata di un sistema energetico innovativo

Abstract

Questo lavoro presenta un sistema composto da una stazione di ricarica ibrida per veicoli elettrici composta da pannelli fotovoltaici, una batteria, un sistema a idrogeno completo basato su fuel cell, elettrolizzatore e serbatoio come sistema di accumulo di energia, connessione alla rete e unità di ricarica rapida per veicoli elettrici. L'utilizzo di questo sistema permette di sviluppare una mobilità sostenibile a basso impatto ambientale. Ma il vero obiettivo del lavoro è l'Energy Management System, i sistemi di controllo che regolano lo scambio energetico tra i diversi elementi di queste strutture. È necessario in questo tipo di impianti perché la radiazione solare fornisce l'energia ai pannelli fotovoltaici e il suo comportamento è diverso dalla domanda dei veicoli elettrici, quindi sono necessari un sistema di accumulo di energia e una tecnica di controllo. In questo caso il sistema viene ottimizzato dal Model Predictive Control, prendendo decisioni su due variabili principali: lo stato di carica della batteria e il livello di idrogeno nel serbatoio.

This work present a hybrid charging station for electric vehicles composed of a photovoltaic panels, battery, a complete hydrogen system based on a fuel cell, electrolyzer, and tank as an energy storage system, grid connection, and fast charging units for Electric Vehicles. The utilization of this system allows to develop a sustainable mobility with a low impact on environment. But the very target of the work is the Energy Management System, the control systems that regulate the energy exchange between the different elements in these facilities. It is necessary in this type of systems because the solar power fulfills the energy to photovoltaic panels and his behaviour is different from the demand of the electric vehicles, so an energy storage system and a technique of control are needed. In this case the system is optimized by Model Predictive Control, making decisions on two principal variables: the state of charge of the battery and the level of hydrogen in the tank.