Ottimizzazione tecnico economica di un impianto di produzione di idrogeno verde accoppiato ad un impianto RES

Questo elaborato di tesi si pone come obbiettivo lo sviluppo di un tool impiegabile per svolgere analisi di fattibilità tecnico economica nella realizzazione di un impianto di produzione di idrogeno verde accoppiato ad un sistema di produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile, nello specifico un impianto fotovoltaico. A tal proposito è stato svolto uno stage presso STE Energy S.r.l., società operante nel settore delle energie rinnovabili. Il tool viene sfruttato per determinare quali siano i flussi di potenza giornalieri ottimali scambiati tra le componenti di un sistema elettrico. In particolare, in questo lavoro, vengono analizzati due differenti scenari: nel primo caso, il sistema è composto da un impianto fotovoltaico (o da un insieme di impianti), da un sistema di produzione di idrogeno verde (elettrolizzatore) e dalla rete elettrica nazionale; nel secondo caso invece, anziché considerare l’allacciamento alla rete elettrica nazionale viene previsto l’inserimento di un sistema di accumulo elettrochimico. Tuttavia, lo stesso programma può essere impiegato anche considerando sistemi differenti. La determinazione dei flussi di potenza si basa sulla risoluzione di un problema di ottimizzazione MILP (Mixed Integer Linear Programming), sviluppato con il fine di massimizzare i ricavi generati dall’sistema in esame, ed implementato nell’ambiente di calcolo Matlab. Al fine di dimostrarne le potenzialità, il tool è stato impiegato per condurre differenti tipologie di simulazioni. Innanzitutto, per discriminare quale sia la taglia ottimale dell’elettrolizzatore a seconda dello scenario considerato, tra il set di taglie considerate, da associare all’impianto fotovoltaico; successivamente, altre simulazioni sono state condotte con lo scopo di valutare se, differenti scenari di prezzo dell’energia elettrica possano rendere favorevole o meno la realizzazione di un impianto di questo tipo, ed infine un’analisi di sensitività con l’obbiettivo di valutare se a fronte di una netta riduzione nei costi di realizzazione dell’elettrolizzatore e del sistema di accumulo questa tipologia di impianto possa diventare conveniente dal punto di vista economico e finanziario.