Ributino hydro power plant for medium voltage renewable energy community

The thesis focuses on the study of the Ributino hydroelectric power plant from hydraulic, energetic and economic point of view and it aims to identify the conditions to allow the plant to be part of and be at service of a renewable medium voltage energy community. Hydropower has been initially introduced as a technology and energy source with the focus on the pumped storage systems. Afterwards, renewable energy communities have been introduced, legally defined exclusively at low voltage level and how these can be extended at medium voltage level. Then, the current situation of the Ributino hydro power plant has been analysed from an electrical point of view (generators and interface with the high voltage system) from an hydraulic point of view (upstream lake, natural inflows and turbines) and finally from an economic point of view. The main body of the thesis has been divided into two chapters. In the first part, it has been studied a new self-consumption schedule of the groups of the Ributino power plant. This new schedule is able to meet the demand for power by the energy community by means of increasing the self-consumption of hydroelectric energy at medium voltage level and decreasing energy exchanges with the high voltage system. In the second part, the technical-economic feasibility of turning the Ributino hydro power plant into a pumped storage hydro power plant has been studied, in a scenario with high photovoltaic penetration. In this scenario, the Ributino power plant can lend itself to work as a hydroelectric energy storage system, supporting the self-consumption of renewable energy within the medium voltage renewable energy community. Although the Ributino power plant lends itself correctly to operate as an hydroelectric storage system, the investment cost, mainly due to civil works, makes unsustainable to turn the hydro power plant into a pumped storage hydro power plant, unless the pumped storage system is adequately incentivized according to the pumped storage hydropower capacity installed.

La tesi si concentra sullo studio della centrale idroelettrica di Ributino dal punto di vista idraulico, energetico ed economico e si propone di individuare le condizioni per consentire alla centrale di far parte ed essere al servizio di una comunità energetica rinnovabile di media tensione. L'energia idroelettrica è stata inizialmente introdotta come tecnologia e fonte di energia con particolare attenzione ai sistemi di accumulo con pompaggio. Successivamente, sono state introdotte comunità di energia rinnovabile, legalmente definite esclusivamente a livello di bassa tensione e come queste possono essere estese a livello di media tensione. Successivamente, la situazione attuale della centrale idroelettrica di Ributino è stata analizzata da un punto di vista elettrico (generatori e interfaccia con il sistema di alta tensione) da un punto di vista idraulico (lago a monte, afflussi naturali e turbine) ed infine da un punto di vista economico punto di vista. Il corpo principale della tesi è stato suddiviso in due capitoli. Nella prima parte è stato studiato un nuovo programma di autoconsumo dei gruppi della centrale di Ributino. Questo nuovo palinsesto è in grado di soddisfare la domanda di energia da parte della comunità energetica attraverso l'incremento dell'autoconsumo di energia idroelettrica a livello di media tensione e la diminuzione degli scambi energetici con il sistema ad alta tensione. Nella seconda parte è stata studiata la fattibilità tecnico-economica di trasformare la centrale idroelettrica di Ributino in una centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio, in uno scenario ad alta penetrazione fotovoltaica. In questo scenario, la centrale di Ributino può prestarsi a funzionare come sistema di accumulo di energia idroelettrica, supportando l'autoconsumo di energia rinnovabile all'interno della comunità delle energie rinnovabili di media tensione. Sebbene la centrale di Ributino si presti correttamente a funzionare come sistema di accumulo idroelettrico, il costo dell'investimento, dovuto principalmente a opere civili, rende insostenibile trasformare la centrale idroelettrica in una centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio, a meno che il sistema di accumulo di pompaggio non sia adeguatamente incentivato secondo la capacità idroelettrica di accumulo pompato installata.