Study and design of BESS for an existing photovoltaic system and peak-shaving strategies

This thesis looks at two existing Cereal Docks’ photovoltaic systems, and aims to add battery energy storage systems (BESS) to try to increase the company's self-consumption and thus energy independence with their own renewable energy sources. This is done through the sequent actions: Sizing of two options of batteries for each plant. Evaluation of plants self-consumption, new withdrawal and injected electric energy along with the difference in the monthly peaks, with the aim to verify that the sizing of the batteries is effective to reach the legislation target (RED III) and in order to identify expenses and the earnings deriving from them. This has been done thanks to simulations of three strategies for each battery: Zero Power Exchange, Pure Peak Shaving and a hybrid one in which only a percentage of the battery was allocated to peak shaving. Presentation an economic balance assessment, in order to identify the best battery-programming model from an economic point of view too, searching for the shortest Simple Payback Period. Final balanced scenarios are then proposed, trying to find the best options that could guarantee the greater energy independence from renewable energy sources along the shortest economic return, to ensure that the company investment is worthy.

Questa tesi esamina due sistemi fotovoltaici esistenti di Cereal Docks e mira ad aggiungere sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) per cercare di aumentare l'autoconsumo dell'azienda e quindi l'indipendenza energetica con le proprie fonti rinnovabili. Questo viene fatto attraverso le seguenti azioni: Dimensionamento di due opzioni di batterie per ciascun impianto. Valutazione dell'autoconsumo degli impianti, dell'energia elettrica prelevata e immessa, insieme alla differenza nei picchi mensili, con l'obiettivo di verificare che il dimensionamento delle batterie sia efficace nel raggiungere gli obiettivi legislativi (RED III) e al fine di identificare le spese e i guadagni derivanti da esse. Questo è stato fatto grazie a simulazioni di tre strategie per ciascuna batteria: Zero Power Exchange, Pure Peak Shaving e una ibrida in cui solo una percentuale della batteria era destinata al peak shaving. Presentazione di una valutazione del bilancio economico, per individuare il miglior modello di programmazione delle batterie anche dal punto di vista economico, cercando il periodo di recupero semplice più breve. Vengono quindi proposti scenari finali equilibrati, cercando di trovare le opzioni migliori che possano garantire la maggiore indipendenza energetica dalle fonti rinnovabili nel più breve ritorno economico, per assicurarsi che l'investimento dell'azienda sia valido.