Applicazione per la valutazione e selezione della risorsa energetica idonea alla realizzazione di CER

[RobertaDeSeriis]

1.1 Studente proponente S261469 Roberta De Seriis

1.2 Titolo della proposta Applicazione per la valutazione della risorsa energetica idonea alla realizzazione di CER

1.3 Descrizione del problema proposto L’idea progettuale consiste nella realizzazione di un’applicazione JavaFX che analizza dal punto di vista energetico il territorio italiano (con risoluzione regionale), al fine di redistribuire i finanziamenti Statali nell’ambito delle energie rinnovabili per sostenere lo sviluppo delle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER). Il programma riceve in input determinati parametri di analisi per il calcolo della produzione energetica comunale prima e della ricorsione poi. Utilizzando i dati inseriti in input e le informazioni presenti nel data-set, restituisce la combinazione (regioni + risorsa energetica + budget assegnato) che massimizza il numero di comuni ai quali destinare gli investimenti per l’incremento di nuova capacità di energia elettrica, seguendo i criteri riportati nel PNRR, Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (www.mise.gov.it). L’output viene generato valutando determinati criteri inerenti agli attuali livelli di produzione di energia da fonti rinnovabili, in particolare energia prodotta da impianti eolici e solari fotovoltaici. Dati ripresi dal sito dell’ISTAT (www.istat.it). 1.4 Descrizione della rilevanza gestionale del problema La nascita di nuove CER è un problema di rilevanza gestionale, affrontato con frequenza negli ultimi anni per favorire e accelerare il processo di transizione energetica. La CER si delinea come un insieme di persone fisiche, giuridiche ed enti (privati, PMI, PA ecc.) il cui scopo è produrre e condividere energia mediante impianti alimentati da fonti rinnovabili. Un’errata analisi economico-ambientale porta ad investimenti in risorse inadatte al territorio di riferimento. Grazie all’analisi di fattori energetici (es. produzione totale netta di energia elettrica delle fonti rinnovabili) ed economici (fondi di finanziamento stanziati dallo Stato italiano) tale applicativo, analizzando le risorse disponibili sul territorio, permette di individuare la fonte di energia elettrica (eolica e/o solare fotovoltaica) da incrementare e conseguentemente la tipologia di impianto da installare.

1.5 Descrizione dei data-set per la valutazione La risoluzione di tale problema avviene attraverso l’utilizzo di data-set pubblicati sul sito Istat, in particolar modo quello relativo al tema “Energia” con risoluzione territoriale regionale. Il data-set include i dati necessari allo scopo dell'applicazione. Essendo da esso esclusi quelli relativi al numero di comuni presenti in Italia è possibile per questi ultimi far riferimento al sito (www.tuttitalia.it, 2022) che riprende i dati aggiornati all’ 01/01/2022 (Istat). Tra le informazioni riportate, emergono:

• produzione lorda degli impianti da fonti rinnovabili;
• potenza efficiente lorda delle fonti rinnovabili;
• numero di comuni e numero di comuni con meno di cinquemila abitanti.

1.6 Descrizione preliminare degli algoritmi coinvolti Nell’applicazione sono presenti algoritmi ricorsivi che si occupano di ricercare la soluzione più adatta, considerando stima per comune di produzione netta di energia elettrica generata da Solare Fotovoltaico ed Eolico, numero di comuni con meno di cinquemila abitanti a cui affidare il budget di finanziamento e tipologia di produzione da incrementare (eolico e/o solare fotovoltaico). Mediante la ricorsione, sfruttando i parametri presenti nel data-set, viene individuata la combinazione (regioni + risorsa energetica + budget assegnato) che massimizza il numero di comuni con meno di cinquemila abitanti ai quali destinare gli investimenti per installare nuova capacità di energia elettrica, seguendo i parametri riportati nel PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza). Successivamente il programma effettua le stampe nell’apposita sezione “Output”.

1.7 Descrizione preliminare delle funzionalità previste per l’applicazione software L’applicazione si suddivide in tre sezioni:

• produzione per comune: calcola la stima di produzione netta di energia elettrica per comune;
• parametri ricorsione: avvia le tre tipologie di ricorsione, la prima utilizza i parametri relativi alla produzione di energia elettrica da impianti eolici, la seconda i dati inerenti alla produzione di energia elettrica da impianti solari fotovoltaici e l’ultima, riguarda l’incremento di produzione di energia elettrica generata da entrambe le FER (Fonti Energetiche Rinnovabili). Le prime 2 ricorsioni sono pressoché simili, sebbene differiscano per i data-set a cui fanno riferimento;
• output: restituisce gli output delle precedenti sezioni. In particolare, nella textArea vengono riportati gli output delle ricorsioni o eventuali errori per il mancato inserimento dei parametri in input. Nella TableView vengono riportati i risultati attinenti alla prima sezione e specificatamente le produzioni nette per comune di energia elettrica generata dagli impianti solari fotovoltaici descritti nella prima colonna e quelli eolici descritti nella seconda.

I dati inseriti dall’utente (input) necessari per la produzione dei risultati (output) sono:

• area di riferimento: Italia, Italia PS (regioni più sviluppate), Italia IT (regioni in transizione), Italia MS (regioni meno sviluppate);
• numero di comuni (con meno di cinquemila abitanti);
• produzione di: eolico e/o solare fotovoltaico;
• budget di finanziamento (in euro);

[fulcorno]

Il problema proposto è molto interessante ed anche originale rispetto ad altre proposte.

Nella descrizione, però, ci sarebbero due aspetti da migliorare:

1. specifica meglio se i data-set di cui parli sono già disponibili (ne conosci già la fonte?), quali aree geografiche coprono e con quale risoluzione, oppure se in qualche modo devono essere costruiti o ricavati da altri dati
2. la parte sugli algoritmi è molto superficiale: "semplici operazioni matematiche" non vuol dire nulla... Se si tratta solamente di calcolare un risultato con una formula nota a partire dai dati, allora ciò non è sufficiente ai fini della proposta. È necessario che la proposta comporti un algoritmo di ottimizzazione (ad es. ricorsivo) e/o un algoritmo di simulazione.

Attendo se possibile chiarimenti, soprattutto sul secondo punto

[RobertaDeSeriis]

La ringrazio per la risposta.

Per quanto riguarda il punto 1, ci sto lavorando, per ora ho trovato un database dal sito ISTAT che contiene dati utili, a livello nazionale con risoluzione regionale. Il database include tutti i dati necessari allo scopo dell'applicazione, esclusi quelli relativi all'aspetto economico (ricavabili dagli attuali costi di realizzazione e manutenzione degli impianti sul mercato). Inoltre la proposta iniziale andrebbe modificata per quanto riguarda l'area geografica di riferimento, converrebbe considerare il territorio nazionale, in quanto, a livello regionale non sono riuscita a trovare dataset adeguati.

Sulla parte inerente al punto 2, l'algoritmo si occuperà di ricercare la soluzione più adatta, considerando: budget da investire per la realizzazione di CER e ulteriori parametri inseriti in input, mediante la ricorsione, sfruttando i parametri presenti nei dataset, individuerà la combinazione (risorsa+regioni) che massimizza la produzione di energia generata dagli impianti eolici e/o solari. La proposta attualmente non riporta algoritmi di simulazione, in quanto non ho ancora ben chiara la funzione di quest'ultimi. Dopo aver affrontato l'argomento nelle prossime settimane, potrò se necessario aggiungerlo alle funzionalità dell'applicazione.

Attendo se possibile indicazioni su come procedere, la ringrazio per la disponibilità.

[fulcorno]

Va bene, con le precisazioni che hai fornito (che ti pregherei di inserire, aggiornando la proposta iniziale), il lavoro è accettabile. Se l'algoritmo contiene già la ricorsione, non è necessario a tutti i costi trovare delle funzionalità di simulazione.

[RobertaDeSeriis]

Ho apportato le modifiche nella proposta iniziale. Ho inoltre seguito la procedura per la richiesta di inizio prova finale sul Portale della Didattica.