Optimization procedure of storage system features for domestic loads

Nowadays, the continuous development of renewable technologies, linked to the increasing population’s interest to the energy management, has brought out the need to install storage systems more frequently. These systems allow to control stochastic energy sources, managing energy consumption in a better way by distributing production over a longer period. Thus, one of the biggest questions for the end user had been developed, the correct choice of the size of the accumulator. The thesis focuses mainly on the optimization study for the sizing of an energy accumulator to be installed both in the case of a single domestic load, and in the case of an aggregate of users. The algorithm developed in this dissertation is proposed as a support to the end user in the correct choice of the battery, taking into consideration the multiple needs that may be required. For example, the consumer may need to accumulate in order to reduce the maximum power to contract, or not to increase it in the case of installation of new equipment. He could also be interested in minimizing power exchanges with the network to achieve a greater degree of independence, or to consume all self-produced energy without selling it on the market. The historical consumption profile, which is the main input for the simulations, is obtained through a monitoring system placed directly on the user's point of delivery in case of single domestic user, while in aggregation a prevision could be done due to the low variability of the load. In addition, thanks to a possible implementation of the algorithm, it is presented the possibility to achieve the objectives set by installing or enhancing the photovoltaic generation to improve the system performance. In summary, the entire analysis aims to inform the final user about the advantages that could be obtained by installing a storage system, with or without photovoltaic generation, providing more detailed knowledge about the size of the system. The algorithm will then be implemented on an intelligent information technology backbone (ICT), which will be developed in a further Master's Thesis project, always carried out at the Politecnico di Milano.

Negli ultimi anni, il continuo sviluppo delle tecnologie rinnovabili legato al sempre maggiore interesse della popolazione in riferimento alla gestione dei propri consumi energetici, ha fatto emergere la necessità di installare sempre più frequentemente sistemi di accumulo. Tali sistemi permettono di avere il controllo su una fonte di energia stocastica, riuscendo a soddisfare al meglio i consumi energetici distribuendo la produzione su un arco di tempo più ampio. Nasce così uno dei maggiori interrogativi per l’utente finale, la corretta scelta della taglia dell’accumulatore. Il lavoro di tesi verte principalmente sullo studio di ottimizzazione per il dimensionamento di un accumulatore energetico da installare sia nel caso di singolo carico domestico, che nel caso di un aggregato di utenze. L’algoritmo sviluppato in questo elaborato si propone come supporto all’utente finale nella corretta scelta della batteria, tenendo in considerazione le molteplici esigenze che possono essere richieste. Ad esempio, il consumatore potrebbe avere la necessità di accumulare al fine di ridurre la massima potenza a contratto, o di non aumentarla nel caso di installazione di nuove apparecchiature. Potrebbe essere, inoltre, interessato a minimizzare gli scambi con la rete per raggiungere un più ampio grado di indipendenza, o a consumare tutta l’energia autoprodotta senza venderla sul mercato. Il profilo storico di consumo, principale input per le simulazioni, è ottenuto attraverso un sistema di monitoraggio posto direttamente sul punto di consegna dell’utenza in caso di consumatore singolo, mentre nel caso di carico aggregato è possibile fare una previsione vista la bassa variabilità. In aggiunta, grazie a una possibile implementazione dell’algoritmo, viene presentata la possibilità di raggiungere gli obiettivi prefissati installando o potenziando la generazione fotovoltaica per migliorare la resa del sistema. In sintesi, l’intera analisi ha lo scopo di informare l’utenza finale sui vantaggi che si potrebbero trarre installando un impianto con accumulo, con o senza generazione fotovoltaica, fornendogli conoscenze più dettagliate riguardo alla taglia del sistema. L’algoritmo verrà in seguito implementato su una dorsale informatica intelligente (ICT), che verrà sviluppata in un ulteriore progetto di Tesi Magistrale, svolto sempre presso il Politecnico di Milano.