Modelli di ottimizzazione dei consumi per il risparmio energetico in ambito domestico

Domestic environment is one of the main responsible for the global energy consumption. With the Smart Grid revolution and the increasing interest in renewable sources, home activity managing will play a significant role to increase the whole energy system efficiency. A more efficiency managing of everyday domestic appliances leads both the energy bill reduction for single user and on the other side gives also advantages to network operators. Indeed the cooperation of a set of users allows to reduce their energy peak absorption. In this work I propose optimization models to efficiently manage domestic devices, taking into account renewable sources and batteries. I analyzed both single user and cooperative multi-users cases; I present also a preemptive variant of the model in witch some appliances activities can be interrupted in some phases. Finally I provide computational results obtained applying the models on real life data.

L'ambito domestico è uno dei maggiori responsabili del consumo elettrico mondiale. Con la rivoluzione portata dalle Smart Grid e il crescente interesse verso le fonti di energia rinnovabile, la gestione delle attività in tale ambito assumerà un ruolo fondamentale per aumentare l'efficienza dell'intero sistema elettrico. Una gestione più efficiente dei dispositivi di uso quotidiano permette infatti da un lato di ridurre il costo della bolletta elettrica dell'utente finale, e dall'altro produce effetti positivi anche per gli operatori di rete. La cooperazione tra più utenti permette di avere una richiesta di energia più omogenea, riducendo i picchi di potenza della richiesta complessiva. In questo lavoro di tesi propongo dei modelli di ottimizzazione che consentono di gestire in maniera intelligente i dispositivi domestici, tenendo anche conto della presenza di fonti di energia rinnovabile e di sistemi di accumulo. Sono considerati quindi sia il caso di una singola utenza, sia il caso in cui più utenti decidano di cooperare; descrivo inoltre una variabile del modello in cui l'uso di alcuni dispositivi può essere interrotto in alcune delle loro fasi di utilizzo. Infine presento i risultati ottenuti dall'applicazione di questi modelli a dati realistici.