Informazioni simulazione

Obiettivo

La simulazione stima le prestazioni tecniche ed economiche di diverse taglie di sistemi di accumulo a batteria, Battery Energy Storage System (BESS).

Modella il modo in cui un BESS può caricarsi da energia in surplus o dalla rete, scaricarsi per ridurre le importazioni dalla rete e generare valore attraverso il costo energia evitato.

Metodo

Il modello di simulazione è implementato come problema di ottimizzazione lineare.

La simulazione viene eseguita in modo indipendente per ciascuna taglia BESS. L'orizzonte di ottimizzazione è pari a un mese di calendario e ciascun intervallo rappresenta 15 minuti.

Lo stato di carica della batteria è vincolato tra il 10% e il 90% della capacità nominale. La potenza di carica e scarica è basata su un tasso 0,5C. L'efficienza round-trip è pari al 90%, ripartita simmetricamente tra carica e scarica.

Logica operativa

Il modello utilizza maschere ex ante per decidere quando la carica o la scarica sono consentite.

Per ciascuna finestra mensile, la carica è consentita negli intervalli a costo più basso, mentre la scarica è consentita negli intervalli a valore più elevato con importazione positiva dalla rete. Se un intervallo è idoneo per entrambe le azioni, la carica ha priorità, impedendo carica e scarica simultanee senza ricorrere a variabili binarie.

Nella configurazione corrente, l'energia in surplus è modellata intenzionalmente come disponibile in ogni intervallo in cui la carica è consentita, fino al limite di potenza del BESS. L'obiettivo non è riprodurre il profilo di surplus misurato, ma lasciare che l'ottimizzatore determini quanta energia in surplus sarebbe necessaria per rendere economicamente conveniente ciascuna taglia BESS.

La carica da surplus risultante deve quindi essere letta come un fabbisogno energetico matematico (kWh per intervallo), non come una previsione del surplus effettivamente disponibile.

Le maschere sono mutuamente esclusive. Se un intervallo è idoneo per entrambe le azioni, la priorità configurata risolve il conflitto prima dell'ottimizzazione.

Tipologia contrattuale

Il sito dispone attualmente di un contratto di fornitura elettrica indicizzato alle fasce tariffarie F1, F2 e F3.

Queste fasce coprono periodi temporali relativamente ampi, appiattendo le differenze di prezzo intra-giornaliere e riducendo il valore misurabile dell'arbitraggio energetico.

Per questo motivo, la simulazione si basa su un contratto di fornitura ipotetico indicizzato al PUN orario. Questa struttura espone il BESS alla variabilità oraria dei prezzi e consente di stimare il valore economico della carica nelle ore a prezzo più basso e della scarica nelle ore a prezzo più alto.

Per la componente energia di base, il modello utilizza il PUN orario più lo spread contrattuale. Le altre componenti della bolletta sono calcolate utilizzando gli stessi criteri applicati nella bolletta elettrica corrente.

Il modello di bolletta utilizzato nella simulazione è:

Logica economica

L'obiettivo di ottimizzazione è costruito come massimizzazione del valore operativo netto.

Per ciascun intervallo, la scarica è valorizzata con il costo di importazione evitato. La carica da surplus è penalizzata con il ricavo da esportazione che verrebbe perso immagazzinando quell'energia anziché venderla alla rete. La carica da rete è penalizzata con il costo di acquisto dell'energia dalla rete. Tutta l'energia caricata e scaricata è inoltre penalizzata con il costo di degrado.

In forma semplificata, con componenti di valore espresse in euro:

Valore netto = valore import evitato - valore export perso - costo carica da rete - costo di degrado

Il peak shaving mensile è calcolato dopo l'ottimizzazione. Viene aggiunto al risultato economico, ma non fa parte dell'obiettivo di ottimizzazione lineare.

Le metriche di investimento sono calcolate a partire dai risparmi annui (€/anno), capex (€), vita del progetto (anni), tasso di sconto (%) e degrado annuo della batteria (%/anno). Gli output includono NPV (€), IRR (%) e payback semplice (anni).

Dati sorgente

La simulazione utilizza tre file di input dalla radice del progetto.

I dati energetici e i prezzi di importazione coprono il periodo da 2025-01-01 00:15:00 a 2025-12-31 23:45:00.

Sintesi dati energetici

I valori in questa tabella sono basati su ENERGY_INPUT.csv. Le colonne energetiche sono espresse in kWh per intervallo di 15 minuti.

Sintesi dati di prezzo

I prezzi di importazione sono letti da HOURLY_PUN_ENERGY_IMPORTED.csv. I prezzi di esportazione sono letti da HOURLY_PUN_ENERGY_EXPORTED.csv.

Parametri di simulazione

Taglie BESS