Ottimizzazione tecno-economica di una Comunità Energetica Rinnovabile mediante strategie rule-based e programmazione lineare

Abstract

Il presente lavoro analizza la gestione energetica ed economica di una Comunità Energetica Rinnovabile composta da utenze residenziali, un’utenza commerciale e un prosumer dotato di impianto fotovoltaico e sistema di accumulo. L’obiettivo è valutare l’effetto di diverse strategie di gestione dei flussi energetici sulla quota di energia condivisa, sugli scambi con la rete e sui benefici economici complessivi. A tale scopo è stato sviluppato un modello di simulazione oraria su base annuale, applicato a quattro scenari: scenario di riferimento, scenario rule-based, scenario ottimizzato mediante programmazione lineare e scenario ottimizzato con logiche di Load Shifting. Per ciascuna configurazione sono stati calcolati indicatori energetici ed economici, tra cui energia condivisa, importazione ed esportazione dalla rete, risparmio in bolletta e ricavi associati all’energia condivisa e alla vendita dell’energia. I risultati mostrano che le strategie di ottimizzazione consentono di incrementare l’utilizzo locale della produzione fotovoltaica e di migliorare le prestazioni economiche della comunità, con benefici più marcati nello scenario che integra logiche di Load Shifting.

This thesis analyses the energy and economic performance of a Renewable Energy Community composed of residential users, a commercial user and a school prosumer equipped with a photovoltaic system and a battery energy storage system. The aim of the work is to evaluate the effect of different energy management strategies on shared energy, grid exchanges and the overall economic performance of the community. To this purpose, an annual simulation model with hourly resolution was developed and applied to four scenarios: a reference scenario without energy sharing, a rule-based scenario, an optimized scenario based on linear programming and an optimized scenario including Load Shifting strategies. The model represents the main energy flows of the community, including photovoltaic production, prosumer self-consumption, battery charge and discharge, shared energy, grid import and grid export. For each scenario, energy and economic indicators were calculated, including shared energy, shared ratio, energy imported from and exported to the grid, bill savings, revenues from shared energy incentives and revenues from the sale of exported energy. The results show that optimization strategies and demand-side flexibility can increase the use of local renewable generation and improve the economic performance of the community.