Micro pumped storage plants for energy community

The electricity market is changing rapidly and has changed a lot in recent years due to the growing role of intermittent renewable energy sources. On the basis of these premises, the Thesis describes a possible new role that closed-loop pumping micro-plants (PSH) could play in local energy communities. From real power flow data of one MV / LV substation, a low voltage PSH system is designed with the aim of storing the excess energy produced by the photovoltaic panels within the energy community, and then returning it to users when required, in order to maximize self-consumption on site. The energy performance of the plant is estimated through the creation of a steady-state model. Different plant configurations are tested in order to find the best technical-economic compromise. The technical feasibility of a solution of this type is proven, with its relative strengths and weaknesses. Finally, the PSH plant is compared with the electrochemical storage, which is today the most exploited system for low voltage applications of this kind. It is shown that, at present, a PSH micro-plant serving an energy community is technically feasible, but economically out of the market compared to storage using lithium batteries.

Il mercato dell'energia elettrica sta cambiando rapidamente, ed è molto cambiato già negli ultimi anni a causa del ruolo crescente delle fonti energetiche rinnovabili intermittenti. Sulla base di tali premesse, nella Tesi viene descritto un possibile nuovo ruolo che potrebbero assumere i micro-impianti di pompaggio puro (PSH) nelle comunità energetiche locali. Da dati reali di flussi di potenza alla cabina MT/BT, un impianto PSH in bassa tensione è progettato con l'obiettivo di immagazzinare l'eccesso di energia prodotta dai pannelli fotovoltaici all'interno della comunità energetica, per poi restituirla alle utenze quando richiesto, al fine di massimizzare l'autoconsumo in loco. Si stimano le prestazioni energetiche dell’impianto attraverso la realizzazione di un modello stazionario. Vengono testate diverse configurazioni impiantistiche, al fine di trovare il miglior compromesso tecnico-economico. Si dimostra la fattibilità tecnica di una soluzione di questo tipo, con i relativi pregi e difetti. Infine, l’impianto PSH viene confrontato con l'accumulo elettrochimico, che è oggi il sistema più utilizzato per applicazioni di questo genere in bassa tensione. Si dimostra che, allo stato attuale, un micro-impianto PSH a servizio di una comunità energetica risulta essere tecnicamente fattibile, ma economicamente fuori mercato rispetto all’accumulo tramite batterie al litio.