Technical and economic aspects of grid connected photovoltaic generators with storage

The global transition to sustainable energy has transformed photovoltaic (PV) technology as a mainstay of renewable power generation. This thesis is a comprehensive examination of photovoltaic systems that addresses their installation processes, environmental impacts, socio-economic benefits, design factors, and integration with Battery Energy Storage Systems (BESS). The research begins with an examination of installation of PV systems, components, and safety features, highlighting the distinctive aspects of grid-connected, off-grid, and hybrid systems. Environmental analyses demonstrate that PV systems have low greenhouse gas emissions and are compatible with sustainability, though issues persist concerning land use, material sourcing, and end-of-life recycling. Economic and social studies indicate that the deployment of PV speeds up cost reduction, job creation, energy security, and clean energy access equity. The thesis also explores design practices like system sizing, component choice, and performance optimization that ensure effective and reliable operation. The application of BESS is shown to suppress intermittency, enhance grid stability, and maximize energy management, thereby making PV systems more resilient and economically viable. In conclusion, the study advises that photovoltaic technology, coupled with sustainable operations and storage, is a great solution to the problems of energy globally. Continued development in materials, recycling, intelligent use of grids, and policy settings will keep PV systems a more powerful contender in the evolution towards a low-carbon and energy-secure world.

La transizione globale verso l'energia sostenibile ha trasformato la tecnologia fotovoltaica (FV) in un pilastro della produzione di energia rinnovabile. Questa tesi è un'analisi completa dei sistemi fotovoltaici che affronta i loro processi di installazione, l'impatto ambientale, i benefici socio-economici, i fattori di progettazione e l'integrazione con i sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS). La ricerca inizia con un'analisi dell'installazione dei sistemi fotovoltaici, dei componenti e delle caratteristiche di sicurezza, evidenziando gli aspetti distintivi dei sistemi connessi alla rete, off-grid e ibridi. Le analisi ambientali dimostrano che i sistemi fotovoltaici hanno basse emissioni di gas serra e sono compatibili con la sostenibilità, sebbene permangano problemi relativi all'uso del suolo, all'approvvigionamento dei materiali e al riciclo a fine vita. Studi economici e sociali indicano che l'implementazione del fotovoltaico accelera la riduzione dei costi, la creazione di posti di lavoro, la sicurezza energetica e l'equità nell'accesso all'energia pulita. La tesi esplora anche pratiche di progettazione come il dimensionamento del sistema, la scelta dei componenti e l'ottimizzazione delle prestazioni che garantiscono un funzionamento efficace e affidabile. L'applicazione del BESS dimostra di eliminare l'intermittenza, migliorare la stabilità della rete e massimizzare la gestione energetica, rendendo così i sistemi fotovoltaici più resilienti ed economicamente sostenibili. In conclusione, lo studio evidenzia che la tecnologia fotovoltaica, abbinata a sistemi di gestione e accumulo sostenibili, rappresenta un'ottima soluzione ai problemi energetici a livello globale. Il continuo sviluppo dei materiali, del riciclo, dell'uso intelligente delle reti e delle politiche pubbliche contribuirà a rendere i sistemi fotovoltaici un concorrente sempre più efficace nell'evoluzione verso un mondo a basse emissioni di carbonio e con un consumo energetico sicuro.