Analisi dei risparmi conseguibili in comunità energetica rispetto a prosumer isolati. Studio su una comunità di studenti con flessibilità energetica misurata.
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Relatori
relatore Testi, Daniele relatore Schito, Eva relatore Pellegrini, Luisa
Parole chiave
autoconsumo
comunità energetica
fonti rinnovabili
prosumer
risparmio energetico
scambio peer-to-peer
Data inizio appello
01/12/2022
Consultabilità
Completa
Riassunto
Le comunità energetiche sono state individuate dall'Unione Europea come uno degli strumenti per la realizzazione della transizione verso un consumo di energia più sostenibile. Sono, infatti, ideali in questo contesto in quanto prevedono l’utilizzo di fonti rinnovabili, a bassa emissione di gas serra, la riduzione dei consumi collettivi grazie alla condivisione peer-to-peer dell’energia prodotta, ed inoltre la responsabilizzazione energetica dei consumatori, i quali diventano parte attiva della produzione, con la nascita della nuova figura del prosumer, consumatore e contemporaneamente produttore. In questo studio si analizzano i vantaggi energetici ed economici di una comunità energetica virtuale di studenti, posta a confronto con lo stesso gruppo di studenti che però agiscono come prosumer singoli; principale differenza è che questi ultimi non possono scambiare peer-to-peer l’energia per ridurre il prelievo totale dalla rete. Per la realizzazione del dei due scenari sono stati utilizzati i dati raccolti tramite AUTENS Game, un esperimento di gamification realizzato dal gruppo di ricerca del progetto AUTENS. Per ogni studente partecipante, circa 200, si sono raccolte informazioni sulle azioni di consumo di energia giornaliere compiute nella propria abitazione, sulle caratteristiche energetiche dell’edificio, e sulla flessibilità in relazione a riduzione o spostamento dei consumi. Tramite la conoscenza di questi dati è stato possibile ricreare diversi gruppi di tipologie edilizie e di comportamenti degli utenti, per calcolare dinamicamente il fabbisogno energetico dell'intero campione di studenti ed utilizzarlo per simulare i due scenari. Particolarmente importante è stato anche il dato sulla flessibilità energetica: per i membri della comunità si è registrata una percentuale di accettazione delle richieste di riduzione o spostamento pari al 45.8 %, mentre per i singoli prosumer è pari al 40.9 %, che quindi si sono dimostrati meno flessibili. Per confrontare i due scenari, vengono analizzati più sotto scenari che pian piano evidenziano il risparmio ottenibile sfruttando i vantaggi di essere in comunità. Il primo scenario fa un confronto a parità di produzione: gli utenti hanno lo stesso numero di pannelli in entrambi i casi, con la stessa esposizione. Si evidenziano, quindi, i puri benefici del peer-to-peer, che portano ad un risparmio percentuale della comunità sui prosumer del 2.8 %, ed un rispettivo risparmio di energia primaria non rinnovabile di 54,6 MWh. I successivi tre scenari, invece, prevedono un impianto comune per la comunità, esposto in maniera ottimale, mentre per i singoli prosumer si considera sempre che ognuno installi un certo numero di pannelli, via via sempre più limitato per i condomini; si valuta quindi la possibilità di agire in comunità, che permette anche a chi non ha sufficiente superficie esposta alla radiazione solare nel proprio edificio di usufruire di uno spazio comune, cosa che invece il singolo non può fare. I risparmi relativi della comunità sono rispettivamente per i tre scenari pari a 5,2 %, 8,6 % e 36,3 %. Su questi scenari si sono effettuate anche delle valutazioni economiche sugli investimenti in entrambi i casi, per valutare la convenienza della comunità energetica anche a lungo termine: i risultati dimostrano una convenienza ancora maggiore considerando l’investimento, in quanto per la comunità entra in gioco l’economia di scala. Inoltre, viene anche analizzato l’effetto della flessibilità energetica degli utenti, utilizzando le percentuali ritrovate nei due scenari del gioco: in entrambi i casi si ipotizza che vengano fatte delle richieste di spostamento o riduzione dei consumi per massimizzare l'autoconsumo e minimizzare il prelievo di energia dalla rete. Si evidenzia un risparmio ottenibile nel primo caso, a parità di produzione, del 3,1 %, che cresce poi per gli altri scenari, fino ad un massimo del 40,4 %.