Energy Management System in sustainable warehouse with integration of RES,BESS and V2B

Abstract

I magazzini svolgono un ruolo fondamentale nei settori della logistica e dei trasporti, fungendo da nodi chiave all'interno delle catene di fornitura. Le loro operazioni influenzano significativamente il consumo di energia e le emissioni di CO2. Il magazzinaggio ecologico incorpora pratiche sostenibili volte a ridurre l'uso di energia, abbassare i costi operativi e minimizzare le emissioni. Questa ricerca esplora l'implementazione di un sistema di gestione dell'energia (EMS) in un magazzino ecologico per ottimizzare la pianificazione delle attività e minimizzare il costo dell'energia acquistata dalla rete. Questa tesi è allineata con gli sforzi di ricerca in corso del Work Package WP6 (Task 6.3: Veicoli elettrici in grandi magazzini) all'interno dello Spoke 10 del National Center for Sustainable Mobility (MOST). Lo studio si concentra su un magazzino virtuale che si presume si trovi a Vado Ligure, in Italia, dotato di un sistema fotovoltaico (PV), un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) e veicoli elettrici (camion, furgoni, auto) con capacità veicolo-rete (V2G). Si presume che il magazzino dipenda interamente dall'elettricità per le sue richieste di energia. Il sistema è collegato alla rete pubblica e viene sviluppato un modello matematico che utilizza la programmazione lineare intera mista (MILP) per simulare le operazioni nell'arco di una settimana, sia in estate che in inverno, con un intervallo di tempo di 15 minuti. Il modello è implementato in MATLAB, utilizzando il toolbox YALMIP e il risolutore GUROBI.

Warehouses play a critical role in the logistics and transportation sectors, serving as key nodes within supply chains. Their operations significantly affect energy consumption and CO2 emissions. Green warehousing incorporates sustainable practices aimed at reducing energy usage, lowering operational costs, and minimizing emissions. This research explores the implementation of an Energy Management System (EMS) in a green warehouse to optimize task planning and minimize the cost of grid-purchased energy. This thesis is aligned with the ongoing research efforts of Work Package WP6 (Task 6.3: Electric Vehicles in Large Warehouses) within Spoke 10 of the National Center for Sustainable Mobility (MOST). The study focuses on a virtual warehouse which is assumed to be located in Vado Ligure, Italy, equipped with a Photovoltaic (PV) system, a Battery Energy Storage System (BESS), and electric vehicles (trucks, vans, cars) with vehicle-to-grid (V2G) capabilities. The warehouse is assumed to be entirely dependent on electricity for its energy demands. The system is connected to the public grid, and a mathematical model using Mixed Integer Linear Programming (MILP) is developed to simulate operations over one week in both summer and winter, with a 15-minute time step .The model is implemented in MATLAB, utilizing the YALMIP toolbox and the GUROBI solver.