Energy storage optimization in renewable energy communities: a model-based approach within the italian regulatory framework

This thesis presents a model-based approach to optimizing energy storage systems (ESS) within Renewable Energy Communities (RECs) in Italy, focusing on maximizing selfconsumption and minimizing costs under the complex Italian regulatory framework. The work explores both cooperative and non-cooperative strategies for scheduling ESS. The cooperative approach employs an aggregator to optimize community-wide energy management using a Mixed-Integer Linear Programming (MILP) model. Results indicate that the cooperative strategy increases the collective self-consumption rate by up to 90% and reduces external grid dependency by 2.5% overall compared to the non-cooperative scenario. Furthermore, the cooperative model achieves cost savings of approximately 10% for community members, compared to individual energy management without optimization. These findings demonstrate the benefits of cooperative energy management in enhancing energy efficiency, reducing costs, and ensuring fair revenue distribution among community members. The results emphasize the importance of supportive regulatory frameworks that encourage collaborative energy management, providing valuable insights for policymakers and stakeholders in the energy sector.

Questa tesi presenta un approccio basato su modelli per l’ottimizzazione dei sistemi di accumulo di energia (ESS) all’interno delle Comunità Energetiche Rinnovabili (REC) in Italia, con l’obiettivo di massimizzare l’autoconsumo e minimizzare i costi nel quadro normativo italiano. Il lavoro esplora strategie sia cooperative che non cooperative per la programmazione degli ESS. L’approccio cooperativo utilizza un aggregatore per ottimizzare la gestione energetica a livello di comunità tramite un modello di Programmazione Lineare Mista Intera (MILP). I risultati indicano che la strategia cooperativa aumenta il tasso di autoconsumo collettivo fino al 90% e riduce la dipendenza dalla rete esterna complessivamente del 2.5% rispetto allo scenario non cooperativo. Inoltre, il modello cooperativo consente risparmi sui costi di circa il 10% per i membri della comunità, rispetto a una gestione energetica individuale senza ottimizzazione. Questi risultati dimostrano i benefici della gestione energetica cooperativa nel migliorare l’efficienza energetica, ridurre i costi e garantire una distribuzione equa dei ricavi tra i membri della comunità. I risultati sottolineano l’importanza di quadri normativi di supporto che incoraggino la gestione collaborativa dell’energia, fornendo preziose indicazioni per i decisori politici e gli stakeholder del settore energetico.