Studente MAGRO, LUCIA
Facoltà/Dipartimento Dipartimento di Ingegneria Industriale - DII
Corso di studio INGEGNERIA ENERGETICA Laurea Magistrale (D.M. 270/2004)
Anno Accademico 2021
Titolo originale A techno-economic analysis of a hybrid offshore wind-hydrogen plant
Titolo inglese A techno-economic analysis of a hybrid offshore wind-hydrogen plant
Abstract in italiano Le direttive europee prevedono di azzerare le emissioni di CO2 entro il 2030 e per far fronte a questo obiettivo le fonti energetiche rinnovabili (RES) svolgeranno un ruolo fondamentale. In particolare, una nuova tecnologia ibrida, che prevede la produzione di idrogeno da RES, sta prendendo particolare importanza nei principali centri di ricerca. Questa tesi tratterà in particolare la configurazione ibrida con produzione di energia elettrica ed idrogeno accoppiata ad un sito eolico offshore. Verrà inizialmente svolta un’analisi tecnica spiegando passo passo come progettare e ottimizzare un sito eolico offshore tradizionale e come poterlo poi implementare a ibrido. Per l’ottimizzazione verranno definiti dei modelli di costo per calcolare CAPEX e OPEX dell’impianto. Il sito in esame è costituito da 16 turbine, di una potenza complessiva di 160 MW, con disposizione dei generatori quadrata 4 x 4 e un unico grande elettrolizzare AEL installato a terra. Il sito è installato nella costa orientale dell’Irlanda, di fronte alla costa di Bray nel mare Irlandese. Una volta completata l’ottimizzazione verranno analizzati diversi scenari. Nel primo scenario verrà fissato un valore di soglia per limitare la produzione massima di elettricità, mentre la produzione di idrogeno rimarrà variabile e verrà direttamente iniettata nel gasdotto nazionale. Successivamente il valore di soglia verrà variato per poter analizzare la sua influenza sui risultati ottenuti. Poi la produzione di idrogeno sarà fissata al 30% della produzione elettrica e verrà stabilito un opportuno accumulo. Infine, verrà analizzata un’ipotetica condizione futura dove il prezzo degli elettrolizzatori è ridotto rispetto al valore attuale.
Abstract in inglese The European polices predict a net zero emission scenario by 2030, in order to fulfil this goal the importance of the Renewable Energy Sources technologies is fundamental. In particular, a new hybrid technology that combines the hydrogen production with the exploitation of RES is having more importance in the research. This thesis will concern about the production of hydrogen from an offshore wind plant. At the beginning, a technical analysis will be done explaining step by step how to design and to optimize a traditional offshore wind farm and how to implement the hybrid part of the plant. For the optimisation some cost models will be defined in order to calculate the CAPEX and the OPEX of the plant. The site in exam presents 16 turbines with a total power of 160 MW; a 4 x 4 square layout and one big AEL electrolyser installed onshore. It is situated to Ireland’s east side in front of Bray’s shore, inside the Irish Sea. After the optimization, different scenarios will be analysed. In the first scenario a threshold on the maximum electricity production will be fixed while the hydrogen one will be variable and it will directly blended into the gas pipeline. Then, the threshold value will be modified for analysing the effects of this parameter on the results. On another scenario the hydrogen production will be fixed to the 30 % of the electricity one and a storage will be present. At the end, a hypothetic future scenario will be analysed where the price for the electrolysers is lower than present one.  
Parola chiave offshore wind plant
hybrid
hydrogen
connections
Relatore STOPPATO, ANNA
Appare nelle tipologie: Lauree magistrali
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/20.500.12608/36748