Studio dei sistemi di distribuzione chiusi

Closed Distribution Systems are private electric grids that distribute electric energy inside industrial, commercial or shared service sites, that are geographically limited. These grids don’t supply civil customers. These grids are used for specific technical or safety reasons, or when the operations or the production process of the users of the systems is integrated. In other cases they are used to distribute energy to the owner of the plant, or to the manager of the system, or to the related enterprises. Integrated process means a plant configuration in which various actors share a network that allows the optimization of energy supply, or in other cases for technical, safety or management reasons. For example, a network used to share the heat produced from a cogenerator, or the need for electrical quality standards different from those commonly applied to public networks. The Directive 2009/72/CE defines the classification of Closed Distribution System (CDS); some Member States have already transposed it at a national level, some others do not. The thesis work is based on the study and analysis of CDS. In the first part, the regulatory and legislative framework has been discussed, then the analysis of a real case has been proposed. A shopping center has been considered and it is evaluated whether it can be more convenient to adopt a conventional configuration or a CDS configuration. Afterwards, a case has been analised in which there is a production systems connected to the CDS. A trigenerator is used: a cogeneration plant, with an absorber in order to produce cold water for the cooling system. This is an efficient way to produce thermal and cooling energy and electric energy at the same time. CDS configuration allows to aggregate the energy need of many users, in this way it is possible to reach a level of power requested in accordance with the trigenerators size present on the market. A suitable Excel model was built to study the impact of the trigenerator, and to assess how to manage the production based on the need of thermal, cooling and electric energy of the CDS. Some comparisons about the costs to accomplish the energy need of the system in the case of CDS and in the case of CDS with trigenerator and in the conventional case have been performed. The costs of investment for the plant has been evaluated and the most common index in order to evaluate the investment have been calculated. At the end, a tariff was computed for the CDS users, based on the costs for operations, management and maintenance. CDS tariff has been compared with the public grid tariff, in order to guarantee a certain convenience to the users.

I sistemi di distribuzione chiusi sono reti elettriche private che distribuiscono energia elettrica all’interno di un sito industriale, commerciale o di servizi condivisi geograficamente limitato. Per specifiche ragioni tecniche o di sicurezza, le operazioni o il processo di produzione degli utenti del sistema in questione sono integrati, oppure il sistema distribuisce energia elettrica principalmente al proprietario o al gestore del sistema o alle loro imprese correlate. La Direttiva 2009/72/CE definisce e indirizza la classificazione dei sistemi di distribuzione chiusi; alcuni Stati membri l’hanno recepita a livello nazionale, altri no. Il lavoro di tesi è basato sullo studio e l’analisi dei SDC. Nella parte iniziale si è approfondito il contesto regolatorio e normativo, successivamente si è passati all’analisi di un caso reale. E’ stato considerato un centro commerciale e si è valutato se possa essere più conveniente adottare una configurazione tradizionale oppure un assetto SDC. Successivamente si è analizzato il caso in cui ci sia un sistema di produzione connesso alla rete SDC. La scelta è ricaduta su un trigeneratore, questo tipo di sistema, oltre a essere molto efficiente, risulta compatibile con le esigenze termiche ed elettriche del sistema in esame. La configurazione SDC permette di aggregare le richieste energetiche di più utenti, in modo da raggiungere valori di potenza richiesta in accordo alle taglie dei rigeneratori presenti sul mercato. Mediante un opportuno modello di calcolo in Excel, sono stati valutati gli effetti prodotti dalla presenza del trigeneratore ed è stato studiato come gestire la produzione sulla base delle necessità del sistema di distribuzione chiuso. Infine sono stati confrontati i costi per soddisfare la richiesta energetica con il caso di SDC passivo, ovvero senza trigeneratore, e con il caso di connessione tradizionale. Si sono inoltre valutati i costi legati all’investimento per questo tipo di impianto e si sono calcolati i principali indici economici dell’investimento. Come ultima valutazione è stata calcolata la tariffa per gli utenti connessi al SDC, sulla base dei costi sostenuti per l’operazione, la gestione e la manutenzione del sistema. E’ stata confrontata la tariffa calcolata per il SDC con la tariffa considerata per la rete pubblica, cercando di garantire a tutti gli utenti un certo risparmio.