Trasformare porti marittimi in comunità energetiche con fotovoltaico e energia delle onde, lo studio napoletano

Share

I ricercatori dell’Università Federico II di Napoli hanno esaminato la fattibilità della creazione di comunità di energia rinnovabile (CER) nei porti marittimi. A tal fine, hanno creato un modello numerico basato sulle normative dell’Unione Europea, ma affermano che i loro risultati possono essere generalizzati ad altri porti. Prendendo il porto di Napoli come riferimento, hanno ottenuto un alto tasso di autoconsumo e bassi costi del ciclo di vita.

“I porti sono sistemi antropici particolari, caratterizzati da un’elevata domanda di energia a causa della moltitudine di attività svolte all’interno delle aree portuali, che comprendono l’elettricità per la navigazione, le operazioni industriali e le strutture commerciali”, hanno dichiarato gli studiosi. “Pertanto, attraverso l’elettrificazione degli usi finali e lo sviluppo di progetti di energia rinnovabile condivisi nell’ambito del quadro abilitante delle CER, i porti possono essere trasformati in hub di energia rinnovabile, fornendo potenzialmente energia in eccesso alle comunità circostanti”.

Utilizzando software come MATLAB e PVsyst, gli scienziati hanno creato un modello numerico per la distribuzione di sistemi fotovoltaici, convertitori di energia da onde (WEC) e sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS). Hanno poi modellato il flusso finanziario del sistema e condotto un’ottimizzazione multi-obiettivo per trovare la migliore configurazione CER.

Hanno costruito un case study sul porto di Napoli, che ha un’area di installazione fotovoltaica potenziale di 106.100 m2 , mentre si ipotizza che i WEC siano collocati sui frangiflutti del porto, per un’estensione di 1,5 km. Sono stati utilizzati i dati meteorologici di un anno tipico, a partire dai profili di irraggiamento e di onde. La località riceve un massimo di circa 1.000 Wh/m2 di radiazione orizzontale globale, per un irraggiamento annuale di circa 1.600 kWh/m2. L’altezza massima delle onde raggiunge i 2,5 metri, con una media di 0,55 metri.

“L’analisi considera pannelli solari rivolti a sud con un angolo di azimut di 0 gradi e un angolo di inclinazione di 30 gradi, utilizzando moduli fotovoltaici commerciali da 315 W per modulo”, spiegano i ricercatori. “Si ipotizza un sistema a colonna d’acqua oscillante (OWC) come tecnologia scelta per sfruttare l’energia delle onde”.

I costi ipotizzati per il fotovoltaico sono di 1.200 euro (1,295 dollari)/kW, 1.500 euro/kW per il WEC e 350 euro/kW per le BESS. Il modello considerava impianti fotovoltaici fino a 12 MW, WEC fino a 5 MW e BESS fino a 5 MWh.

Inoltre, lo studio ha preso in considerazione sette CER che possono lavorare insieme o separatamente. La CER dell’autorità portuale (PA REC) è costituita principalmente dall’area pubblica, mentre le CER 1-5 sono entità raggruppate in base alla loro vicinanza. La CER del porto si riferisce a una grande comunità energetica dell’intero porto, con una domanda di picco di 3.800 kW.

“Secondo le informazioni fornite pubblicamente dall’autorità portuale, i principali attori che operano all’interno dei confini del porto possono essere raggruppati in compagnie generali, operatori del settore passeggeri, cantieri navali e operatori commerciali. Tutti questi soggetti sono utilizzatori di energia e potenziali stakeholder nella creazione della CER”, sottolineano i ricercatori.

Secondo loro, l’ottimizzazione del sistema consentirebbe un porto CER di raggiungere il 90% di autoconsumo e il 60% di autosufficienza. Ciò comporta un costo del ciclo di vita (LCC) per 20 anni di 35 milioni di euro, considerando che altrimenti gli operatori portuali avrebbero speso 86 milioni di euro. Le soluzioni BESS portano a un aumento del 15% dell’energia autoconsumata.

“La decisione di creare uno o più CER in porto dipende dalle caratteristiche specifiche del porto”, hanno concluso gli studiosi. “I risultati dell’ottimizzazione hanno mostrato che più CER forniscono più entrate totali e portano a un LCC inferiore (19 milioni di euro rispetto a 35 milioni di euro) rispetto all’implementazione di una singolo CER nei porti. Tuttavia, l’autoconsumo virtuale diminuisce leggermente all’81%”.

I ricercatori hanno suggerito che “la complessità della gestione degli asset di energia rinnovabile nei porti può essere affrontata con una gestione centralizzata di più CER nei porti attraverso una sinergia tra Autorità Portuale, operatori portuali, membri delle CER e attori terzi. Abbiamo proposto un modello di gestione che li coinvolge tutti e introduce un’allocazione supervisionata di nuovi membri, dividendo i ruoli di gestione tra la gestione centrale e le singole CER. In questo modo, i porti possono offrire servizi più competitivi e convenienti agli utenti portuali”.

I risultati sono stati presentati in “Empowering sea ports with renewable energy under the enabling framework of the energy communities“, pubblicato su Energy Conversion and Management. Allo studio hanno partecipato anche scienziati della canadese Concordia University.

I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.

Popular content

Sardegna, la moratoria per eolico e fotovoltaico è legge
02 Luglio 2024 Il Consiglio regionale della Sardegna ha approvato stamattina il disegno di legge n. 15/A, ovvero il provvedimento che decreta per 18 mesi lo stop all...