Ottimizzazione tecnico-economica di un impianto fotovoltaico utility scale connesso alla rete

The increasing adoption of renewable energies has profoundly transformed the electrical market, influencing price dynamics and introducing new economic challenges. In particular, the cannibalization effect, stemming from the Merit Order effect, represents a significant challenge for the future, as market saturation during peak photovoltaic production hours can reduce the profit margins of plants. This thesis analyzes alternative photovoltaic configurations, specifically East-West and with single-axis tracking, to assess whether they can offer more stable remuneration compared to the traditional South-oriented configuration. Using the photovoltaic simulation software PVGIS and integrating algorithms developed in MATLAB, this research explores how variations in GCR (Ground Coverage Ratio) and tilt affect the remuneration of the plants, also focusing on strategies to mitigate the economic impact of the cannibalization effect through suboptimal solutions. The analysis is based on a techno-economic approach, considering the energy losses due to shading and future market dynamics, which may play a decisive role in design choices. The results suggest that shading losses have a non-negligible impact above certain ranges of the tilt-GCR plane. Looking ahead, the reduction in costs of photovoltaic technologies could favor solutions with a greater installed surface density at the expense of a less optimal tilt, necessitating new tools and revolutionizing the traditional paradigms adopted by designers. Therefore, the analysis of losses becomes an indispensable element for the financial sustainability of investments in the photovoltaic sector and can significantly influence the choice of design parameters.

La crescente adozione delle energie rinnovabili ha profondamente trasformato il mercato elettrico, influenzando la dinamica dei prezzi e introducendo nuove sfide economiche. In particolare, l'effetto di cannibalizzazione, derivante dall'effetto Merit Order, rappresenta una sfida significativa per il futuro, in quanto la saturazione del mercato durante le ore di picco di produzione fotovoltaica può ridurre i margini di guadagno degli impianti. Questa tesi analizza configurazioni fotovoltaiche alternative, specificamente quelle Est-Ovest e con tracking monoassiale, per valutare se possono offrire una remunerazione più stabile rispetto alla configurazione tradizionale orientata a Sud. Utilizzando il software di simulazione fotovoltaica PVGIS e l'integrazione di algoritmi sviluppati in MATLAB, questa ricerca esplora come le variazioni del GCR (Ground Coverage Ratio) e del tilt influenzano la remunerazione degli impianti, focalizzandosi anche su strategie per mitigare l'impatto economico dell'effetto di cannibalizzazione attraverso soluzioni subottimali. L'analisi si basa su un approccio tecnico-economico, considerando le perdite energetiche dovute all'ombreggiamento e le dinamiche di mercato future, che possono assumere un ruolo decisivo per le scelte progettuali. I risultati suggeriscono che le perdite per ombreggiamento presentano un impatto non trascurabile sopra certi range del piano tilt-GCR. In ottica futura, l'abbassamento dei costi delle tecnologie fotovoltaiche potrebbe favorire soluzioni con una densità di superficie installata maggiore a scapito di un tilt meno ottimale, necessitando di nuovi strumenti e rivoluzionando i paradigmi tradizionali addottati dai progettisti .Pertanto, l'analisi delle perdite diventa un elemento imprescindibile per la sostenibilità finanziaria degli investimenti del settore fotovoltaico e può influenzare in maniera rilevante la scelta dei parametri progettuali.