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Analisi della sostenibilità economica della erogazione dei servizi ancillari mediante sistemi di accumulo
Edoardo Corsetti - RSE - Ricerca sul Sistema Energetico
Edoardo Corsetti RSE SpA
Analisi della sostenibilità economica della erogazione dei servizi ancillari mediante sistemi di accumulo.
Analisi dei principali indicatori economici calcolati nella gestione di sistemi di accumulo in schemi di autoconsumo individuale e collettivo (CER) con erogazione di servizi ancillari di regolazione primaria di frequenza e servizio di auto bilanciamento. I risultati dell'analisi forniscono precise indicazioni circa la sostenibilità economica delle due opzioni considerate
Sistema di Accumulo (SdA) per settore industriale, sostenibilità economica
La simulazione annuale - le taglie dei sistemi
I carichi industriali
I profili di riferimento utilizzati per il carico industriale sono dati reali di due siti che producono materiali e prodotti nel settore dei laminati in vetroresina e dell'isolamento industriale e civile. I profili hanno una periodicità durante i giorni infrasettimanali, e poi una diminuzione nel fine settimana. Durante la singola giornata si ha il picco di carico nella mattinata per poi scendere al minimo nel pomeriggio e alla notte (Nel PDF grafico (A) (B))
Produzione Fotovoltaica
I dati di produzione Fotovoltaica (FV) sono stati ricavati dal database europeo PV-GIS. I dati estrapolati sono riferiti allo storico di ogni anno dal 2005 al 2018 da cui si ricavato un profilo medio orario. Le simulazioni hanno tenuto conto del degrado della producibilità pari a 0,5%/anno.
Quindi la produzione FV iniziale è 1270 kWh/kWp/anno e quella finale è 1120 kWh/kWp/anno dopo venticinque anni di operatività.
Il Sistema di Accumulo (SdA)
Il sistema di accumulo (SdA) è una batteria agli ioni di litio NCM (Nichel Manganese Cobalto). Nelle simulazioni d'investimento è stata considerata solo la first life (trend lineare iniziale), corrispondente a circa 3000 cicli equivalenti di carica e scarica (State Of Health, SOH). Le perdite del roundtrip sono associate all'energia scaricata dalla batteria L'intervallo utilizzato per operare la batteria è all'interno del range 90%-10% di SOC (State Of Charge).
Nel PDF trovate tabelle su:
- Parametri dei sistemi di accumulo e dei pannelli FV
- Parametri economico finanziari (FV, SdA e inverter)
Ed un grafico su "Simulazione annuale con sensitività di FV installato e dimensioni di SdA".
Caso: impianto 1600kWp FV e 1000kWh SdA, la percentuale di energia autoconsumata passa da 55% al 67%, ovvero aumento di autoconsumo del 22%.
La combinazione proposta genera un autoconsumo medio annuale del 67%.
Con questo assetto durante la stagione estiva l'accumulo viene caricato in poco tempo, per poi rimanere a capacità massima fino a metà pomeriggio quando l'energia viene scaricata per alimentare i carichi serali.
Nelle giornate del fine settimana l'accumulo rimane alla capacità massima per molte ore a causa della diminuzione dei carichi, si apprezzi la differenza tra mese invernale ed estivo: d'inverno l'eccesso di energia è esiguo, se non assente totalmente, lasciando addirittura inutilizzato il SdA in certe giornate.
La simulazione annuale - Valutazione economica
Il contributo del SdA che emerge dalla simulazione di un intero anno (tenendo conto del degrado dei componenti e dell'evoluzione dei flussi di cassa, secondo il VANF - Valore Attuale Netto Finale (A) e il PBT - Pay Back Time).
L'obiettivo di questa analisi di sensitività è di identificare il punto di parità economica tra il caso solo FV e FV + SdA, e più in generale di analizzare scenari con parametri diversi e migliorativi, mantenendo gli altri fissi come riferimento
(B - 50% CAPEX) (C - 25% CAPEX)
In (A), (B) e (C) (nel PDF ndr) si può notare come la taglia di SdA conveniente passa da 0 kWh fino a raggiungere il massimo
analizzato di 1000kWh al progressivo calo del costo del sistema.
Il punto di inversione del trend è pari al 50% del costo iniziale, 350?/kWh installato, con questo costo infatti installare un SdA inizia a risultare conveniente.
Il valore stabilisce il target per cui l'accumulo elettrochimico è competitivo sul mercato senza nessun tipo di supporto fiscale.
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La simulazione annuale - le taglie dei sistemi
I carichi industriali
I profili di riferimento utilizzati per il carico industriale sono dati reali di due siti che producono materiali e prodotti nel settore dei laminati in vetroresina e dell'isolamento industriale e civile. I profili hanno una periodicità durante i giorni infrasettimanali, e poi una diminuzione nel fine settimana. Durante la singola giornata si ha il picco di carico nella mattinata per poi scendere al minimo nel pomeriggio e alla notte (Nel PDF grafico (A) (B))
Produzione Fotovoltaica
I dati di produzione Fotovoltaica (FV) sono stati ricavati dal database europeo PV-GIS. I dati estrapolati sono riferiti allo storico di ogni anno dal 2005 al 2018 da cui si ricavato un profilo medio orario. Le simulazioni hanno tenuto conto del degrado della producibilità pari a 0,5%/anno.
Quindi la produzione FV iniziale è 1270 kWh/kWp/anno e quella finale è 1120 kWh/kWp/anno dopo venticinque anni di operatività.
Il Sistema di Accumulo (SdA)
Il sistema di accumulo (SdA) è una batteria agli ioni di litio NCM (Nichel Manganese Cobalto). Nelle simulazioni d'investimento è stata considerata solo la first life (trend lineare iniziale), corrispondente a circa 3000 cicli equivalenti di carica e scarica (State Of Health, SOH). Le perdite del roundtrip sono associate all'energia scaricata dalla batteria L'intervallo utilizzato per operare la batteria è all'interno del range 90%-10% di SOC (State Of Charge).
Nel PDF trovate tabelle su:
- Parametri dei sistemi di accumulo e dei pannelli FV
- Parametri economico finanziari (FV, SdA e inverter)
Ed un grafico su "Simulazione annuale con sensitività di FV installato e dimensioni di SdA".
Caso: impianto 1600kWp FV e 1000kWh SdA, la percentuale di energia autoconsumata passa da 55% al 67%, ovvero aumento di autoconsumo del 22%.
La combinazione proposta genera un autoconsumo medio annuale del 67%.
Con questo assetto durante la stagione estiva l'accumulo viene caricato in poco tempo, per poi rimanere a capacità massima fino a metà pomeriggio quando l'energia viene scaricata per alimentare i carichi serali.
Nelle giornate del fine settimana l'accumulo rimane alla capacità massima per molte ore a causa della diminuzione dei carichi, si apprezzi la differenza tra mese invernale ed estivo: d'inverno l'eccesso di energia è esiguo, se non assente totalmente, lasciando addirittura inutilizzato il SdA in certe giornate.
La simulazione annuale - Valutazione economica
Il contributo del SdA che emerge dalla simulazione di un intero anno (tenendo conto del degrado dei componenti e dell'evoluzione dei flussi di cassa, secondo il VANF - Valore Attuale Netto Finale (A) e il PBT - Pay Back Time).
L'obiettivo di questa analisi di sensitività è di identificare il punto di parità economica tra il caso solo FV e FV + SdA, e più in generale di analizzare scenari con parametri diversi e migliorativi, mantenendo gli altri fissi come riferimento
(B - 50% CAPEX) (C - 25% CAPEX)
In (A), (B) e (C) (nel PDF ndr) si può notare come la taglia di SdA conveniente passa da 0 kWh fino a raggiungere il massimo
analizzato di 1000kWh al progressivo calo del costo del sistema.
Il punto di inversione del trend è pari al 50% del costo iniziale, 350?/kWh installato, con questo costo infatti installare un SdA inizia a risultare conveniente.
Il valore stabilisce il target per cui l'accumulo elettrochimico è competitivo sul mercato senza nessun tipo di supporto fiscale.
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Fonte: mcTER EXPO ottobre 2024 Nuovi modelli di business per i Sistemi di Accumulo
Settori: Energia, Energy storage, Fotovoltaico, Ricerca e Sviluppo, Smart City, Smart energy, Smart Grid
