Analysis and techno-economic evaluation of collective self-consumption of electricity considering a condominium case study

In the next future, electricity prosumers who acts collectively and Energy Communities will play a crucial role for the spreading of RES-based technologies. Their development will occur along with an increasing electrification of several energy sectors for CO2 emission reduction. They will most likely become an integral part of the electric system, which on the other hand has developed in accordance to a different paradigm based on passive users. Therefore, the activities that Energy Communities could engage, the higher ratio of RES energy and the decrease in electricity purchased have repercussion of regulatory, economic and technical nature on incumbent system players, on the system operation and on the grid. These new players’ features and the issues they give rise to have been investigated. In addition, the impact of electrification and collective-self consumption on a group of domestic users has been assessed. For this purpose, a MILP model has been developed. It optimizes the operation of a condominium in order to reduce the expenses for energy carriers, in face of electrification of the heating plant and transport system. Results show that self-consumption is in any case acknowledged as more economically convenient than electricity injection, and enhances the possibility of the condominium to manage the production. Electrification proves to be an appealing investment and allows a reduction of CO2 emissions.

Nel prossimo futuro, i prosumer elettrici che agiscono collettivamente e le Comunità dell’Energia avranno un ruolo fondamentale nella diffusione delle tecnologie rinnovabili per la produzione di energia. Esse si svilupperanno parallelamente alla crescente elettrificazione di vari settori energetici, al fine di ridurre le emissioni di CO2. Con tutta probabilità, diventeranno una parte integrante del sistema elettrico, il quale, tuttavia, si è sviluppato seguendo un paradigma basato su clienti passivi. In virtù di questo le attività che le Comunità dell’Energia potrebbero intraprendere, la maggior quantità di energia da FER e la riduzione dell’elettricità acquistata hanno ripercussioni di natura normativa, economica e tecnica sugli attori esistenti del sistema elettrico, sul funzionamento del sistema e sulla rete fisica. Pertanto, sono state investigate le caratteristiche di questi nuovi partecipanti del sistema e i problemi che potrebbero causare. Inoltre, è stato valutato l’impatto dell’elettrificazione e dell’autoconsumo collettivo su un gruppo di utenti domestici. Per fare ciò, è stato sviluppato un modello MILP. Il modello ottimizza il funzionamento di un condominio al fine di minimizzare la spesa complessiva per i vettori energetici, di fronte ad una progressiva elettrificazione del riscaldamento e del parco auto. I risultati dimostrano che l’autoconsumo è, in ogni caso, più conveniente della vendita di energia in rete, e migliora la capacità del condominio di accomodare l’elettricità prodotta. Inoltre, l’elettrificazione risulta essere un investimento conveniente e permette la riduzione delle emissioni di CO2.