Prove di gestione ottimizzata di una smart grid: i casi delle Isole Ebridi e di Creta

Abstract

Lo scopo di questa tesi riguarda l’implementazione e la verifica dell’Energy Management System (acronimo EMS) destinato alle Isole Ebridi e all’isola di Creta. Alcune delle informazioni riportate si basano sulla precedente sviluppo dell’EMS per l’isola di Eigerøy. Il fine ultimo del progetto è che l’EMS gestisca, in maniera intelligente, tutte le fonti energetiche associate, in modo da operare sempre in condizioni di minimi costi variabili. Tale sistema, insieme a nuove tecnologie innovative a basse emissioni di gas serra incluse nel progetto, aiuterà le isole a raggiungere l’autosufficienza energetica e introdurrà un processo di decarbonizzazione, allontanandosi dall’uso di combustibili fossili. L’EMS è stato sviluppato su Matlab-Simulink insieme al modello dell’intero impianto destinato all’isola mentre, si è utilizzato il software LabVIEW per le prove in quanto, consente il collegamento tra il modello (software) e la microturbina e i pannelli solari (hardware) nonché, l’acquisizione dei parametri operativi di quest’ultima. La validazione dell’EMS è stata effettuata attraverso prove in laboratorio: attraverso diverse prove effettuate in modalità cyber-fisica presso il laboratorio IES (Innovative Energy System) del campus di Savona si sono ottenuti risultati intermedi tra il sistema interamente analizzato in modalità simulativa e la dimostrazione fisica dell’intero impianto. Nel corso dei test della durata di 24 ore è stata dimostrata la convenienza energetica ed economica dell’utilizzo dell’EMS.

The purpose of this thesis concerns with the implementation and verification of the Energy Management System (acronym EMS) for the Western Islands and Crete. Some of the information reported is based on the previous EMS development for the island of Eigerøy. The ultimate goal of the project is for the EMS to manage, in an intelligent manner, all associated energy sources; so that it always operates under conditions of minimum variable costs. This system, together with new innovative low greenhouse gas emission technologies included in the project, will help the islands to achieve energy self-sufficiency and introduce a process of decarbonization. The EMS was developed on Matlab-Simulink along with the model of the entire plant intended for the island, while LabVIEW software was used for testing as, it allows the link between the model (software) and the microturbine and the solar panels (hardware), as well as the acquisition of the operational parameters. The EMS validation was carried out through laboratory tests: through different tests carried out in cyber-physical mode at the IES (Innovative Energy System) laboratory on the Savona campus, an intermediate step between the fully analyzed system in simulation mode and the physical demonstration of the entire system was achieved. During the 24-hour tests, the energy and cost-effectiveness of using the EMS was demonstrated.