Technical and economic analysis of renewable energy communities

Renewable energy sources are a key point in the path to reach the goals fixed by the international agreements about decarbonization. From the Paris Agreement (2015) to the Green Deal (2020) the targets are becoming stricter, so Europe and the national governments are creating new systems to let citizens and small organization to be active part of the energy transition. Renewable Energy Communities, introduced by the European Directives 2018/2001 (known as RED II), are a new instrument which allows to create users aggregation in order to increase the self-consumption of on-site renewable energy sources. This work aims to analyze technically and economically this scheme and to compare it with other tariff schemes (e.g. Net Metering and Dedicated Withdrawal), in order to highlight the differences between them and to be able to assess which one is the most convenient. The tool used is a self-written Python computer code based on the library PVlib. The study has been done applying the concepts to a case study, a 4-storeys condominium in Milan. It shows that the investment made for a Renewable Energy Community, based on a PV system, can be paid back in 8 years against the 12 needed for a Net Metering scheme and the 17 for the Dedicated Withdrawal. It also shows how adding a battery can provide more short and long-term benefits to the users of the community.

Le fonti di energia rinnovabile sono un punto chiave nel percorso per raggiungere gli obiettivi fissati dagli accordi internazionali riguardo la decarbonizzazione. Dall’Accordo di Parigi (2015) al Green Deal (2020), i target sono diventati sempre più stringenti, così da spingere l’Europa e i governi nazionali a creare nuovi sistemi che diano la possibilità ai cittadini e alle piccole organizzazioni di essere parte attiva della transizione energetica. Le Comunità di Energia Rinnovabile, introdotte dalla Direttiva Europea 2018/2001 (conosciuta come RED II), sono un nuovo strumento che dà la possibilità di creare aggregazioni di utenti con l’obiettivo di autoconsumare l’energia prodotta in loco da fonti di energia rinnovabile. Questo lavoro intende analizzare tecnicamente ed economicamente queste comunità e compararle con altri sistemi tariffari di gestione dell’energia già esistenti (in particolare lo Scambio sul Posto e il Ritiro Dedicato), con l’obiettivo di trovarne le differenze e di poter valutare qual è la più conveniente. Lo strumento utilizzato per l’analisi è un algoritmo, in linguaggio di programmazione Python, scritto ad hoc e basato sulla libreria PVlib Lo studio è stato condotto applicando i concetti ad un caso studio, un condominio di 4 piani sito in Milano. Mostra come l’investimento effettuato per istituire una Comunità di Energia Rinnovabile, basata su un sistema fotovoltaico, può essere ripagato in 8 anni, contro i 12 necessari per lo Scambio sul Posto e i 17 per il Ritiro Dedicato. Mostra anche come l’aggiunta di sistema di accumulo di energia al sistema può apportare benefici a breve e lungo periodo agli utenti della comunità.