際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

.Master EAM7 - Il progetto "Eolo"

Download as PPTX, PDF
Federico с Guidi
Federico с Guidi

Una metodologia standard per lo studio di fattibilit di un impianto eolico.

1 of 19
Download to read offline
Il progetto Eolo Una metodologia standard per lo studio di fattibilit di un impianto eolico
MASTER EAM 7 Federico Guidi 2 Obiettivo del lavoro Lo studio di fattibilit, ed il successivo sviluppo di una nuova attivit industriale, procedono secondo due grandi direttrici alle quali corrispondono due diversi aspetti del problema: laspetto tecnico e quello economico-finanziario. Questo studio nasce con lintento di definire una metodologia standard per lanalisi di fattibilit di impianti atti alla generazione di energia elettrica da fonte eolica. Costituisce parte integrante di questo studio il foglio di calcolo AIPE: esso implementa la metodologia standard proposta e, nellambito del sistema normativo di incentivi alla produzione elettrica da fonte eolica, fornisce uno strumento flessibile in grado di adattarsi a qualsiasi modifica delle condizioni al contorno.
MASTER EAM 7 Federico Guidi 3 Oggetto del lavoro Una installazione eolica, anche quando si tratta di un impianto di piccola taglia, deve essere considerata come un sistema complesso, costituito dalla macchina (la turbina eolica), dallambiente (il vento ed il microclima locale), dallutenza, ovvero luso finale cui 竪 destinata lenergia prodotta e, infine, dal contesto normativo entro cui si inserisce. Solo tenendo in considerazione tutti questi sottosistemi si pu嘆 pervenire ad uninstallazione efficace sia dal punto di vista paesaggistico-ambientale che economico-finanziario.
MASTER EAM 7 Federico Guidi 4 Il progetto Eolo Il caso reale preso in esame fa riferimento allinvestimento per la realizzazione di un impianto eolico con potenza totale installata non superiore a 200 kW. Il sito destinato ad accogliere limpianto 竪 ubicato all'interno del Porto di Marina di Carrara, nella parte delle scogliere frangiflutti.
MASTER EAM 7 Federico Guidi 5 Il progetto di un impianto eolico SITING PROGETTO Studio/Valutazione Impatto/Incidenza Ambientale TECNOLOGIA NORMATIVE DIA/AU Sistema Normativo di Incentivi
MASTER EAM 7 Federico Guidi 6 SITING: ladattamento statistico di AIPE
MASTER EAM 7 Federico Guidi 7 SITING: ladattamento statistico di AIPE
MASTER EAM 7 Federico Guidi 8 SITING: ladattamento statistico di AIPE A partire dalla distribuzione di Weibull a 3 parametri (k, A, ) : F u = 1 e u粒 A k (funzione cumulativa di probabilit) f u = k A u粒 A k1 e u粒 A k (funzione densit di probabilit) sulla base dei risultati di una campagna anemometrica 竪 possibile ricavare i parametri che definiscono il modello statistico di ventosit, ovvero la disponibilit in termini di ore/anno della risorsa eolica.
TECNOLOGIA: la libreria di AIPE La libreria contiene attualmente 32 aerogeneratori (76 configurazioni)* con una potenza nominale compresa tra 10 kW e 200 kW. La libreria raccoglie, per ciascun generatore eolico, tutti i dati necessari allanalisi, organizzati in schede. CURVA DI POTENZA: contiene il dettaglio della curva di potenza per valori della velocit del vento compresi nellintervallo 1歎20 m/s. CARATTERISTICHE TECNICHE: contiene il valore dei parametri necessari alla valutazione della produzione annua di energia. COSTI DINVESTIMENTO: contiene il valore delle voci di costo che contribuiscono al fabbisogno finanziario antecedente la produzione di energia. COSTI OPERATIVI: contiene il valore delle voci di costo relative alla gestione operativa dellimpianto. MASTER EAM 7 Federico Guidi 9 * Attraverso la collaborazione con i produttori e/o rivenditori di turbine eoliche, 竪 stato possibile costruire una libreria di generatori eolici rappresentativa dei prodotti disponibili sul mercato
MASTER EAM 7 Federico Guidi 10 SITING + TECNOLOGIA: NAEP NAEP = 8760N(侶 schiera 侶 dis 侶) 裡 [ fdp W (u i) PCP (u i)] TECNOLOGIA la curva di potenza SITING la funzione densit di probabilit Net Annual Energy Production
MASTER EAM 7 Federico Guidi 11 Il piano economico-finanziario CAMPAGNA ANEMOMETRICA i dati ambientali SITING il modello statistico di ventosit PIANO ECONOMICO FINAZIARIO TECNOLOGIA la libreria degli aerogeneratori VINCOLI CONFIGURAZIONE DIMPIANTO NORMATIVE il sistema di incentivazione CONTO ECONOMICO SEMPLIFICATO FLUSSI DI CASSA TARIFFA OMNICOMPRENSIVA incentivo tipo 束feed-in tariff損 valorizzazione del NAEP
MASTER EAM 7 Federico Guidi 12 Rischi & Incertezze Rischio produzione (alto): 竪 la composizione del rischio rendimento (rendimento della macchina eolica) e del rischio ventosit (modello statistico della ventosit del sito). Rischio obsolescenza (basso): il settore delle macchine eoliche non 竪 un settore nel quale lobsolescenza 竪 particolarmente rilevante. Attualmente sono commercializzate turbine nuove derivanti da progetti ormai maturi che hanno visto il loro primo prototipo oltre 30 anni fa. La miglior efficienza delle nuove macchine eoliche non 竪 il frutto di un salto tecnologico, ma leffetto di un graduale affinamento del progetto iniziale, ottenuto principalmente con limpiego di nuovi materiali. Laggiornamento tecnologico di una macchina eolica 竪, generalmente, conveniente e ci嘆 rende lobsolescenza un aspetto non particolarmente rilevante. Incertezza sulla valorizzazione: nessuna incertezza allinterno del periodo di validit di un incentivo feed-in tariff (20 anni)*, alto in altri regimi di valorizzazione. *Il sistema tariffario omnicomprensivo (feed-in tariff) 竪 stato mantenuto sia dal Decreto Legislativo marzo 2011 che dal successivo Decreto Ministeriale aprile 2012: la durata del sistema incentivante passa dagli attuali 15 anni a 20 anni per gli impianti che entreranno in funzione dopo il 31/12/2012.
MASTER EAM 7 Federico Guidi 13 Orizzonte economico Lorizzonte economico rappresenta larco di tempo entro il quale si pensa manifestarsi la convenienza dellinvestimento e limpresa ritiene di poter formulare previsioni sufficientemente attendibili. Sulla determinazione dellorizzonte economico di un investimento nel settore eolico ha uninfluenza rilevante lincertezza sulla valorizzazione dellenergia prodotta. In definitiva 竪 corretto assumere come orizzonte economico 20 anni: in questo modo i risultati dellanalisi dellinvestimento non risentono dellincertezza sulla valorizzazione dellenergia prodotta. Si tiene conto delleventuale obsolescenza della macchina introducendo, oltre ai normali costi operativi per la manutenzione ordinaria, un costo una tantum di reintegro di un componente dimpianto (manutenzione straordinaria) da effettuarsi dopo il decimo anno di esercizio. Lorizzonte economico di 20 anni 竪 coerente con la vita utile di una moderna turbina eolica (20 anni installazioni onshore, 25 anni installazioni offshore).
MASTER EAM 7 Federico Guidi 14 Analisi dellinvestimento AIPE pu嘆 essere utilizzato in modalit verifica o in modalit analisi. La modalit verifica serve per ottenere un giudizio di convenienza su una determinata configurazione dimpianto (nota). La modalit analisi serve per scegliere, sulla base di un giudizio di convenienza, una determinata configurazione dimpianto (incognita). I vincoli alla configurazione dimpianto servono a selezionare, nellambito degli aerogeneratori disponibili in libreria, quelli pi湛 adatti al sito dinstallazione. AIPE sviluppa il piano economico-finanziario per ciascun aerogeneratore selezionato, attingendo alla libreria per i parametri tecnici necessari al calcolo della produzione netta annua di energia (NAEP) e per i costi dinvestimento e O&M. AIPE fornisce un report dettagliato dei principali risultati ottenuti per ciascun aerogeneratore ed un report grafico che guida lutente nella scelta della configurazione dimpianto.
MASTER EAM 7 Federico Guidi 15 Il giudizio di convenienza Il criterio per costruire il giudizio di convenienza 竪 basato sul VAN (Valore Attuale dei flussi di cassa al Netto dellinvestimento iniziale): VAN = I0 + n t=0 FCN t 1 + r t se il VAN 竪 positivo, il progetto dinvestimento 竪 accettabile: in questo caso il progetto 竪 in grado di produrre flussi di cassa sufficienti a recuperare linvestimento iniziale (I0) e garantire la remunerazione richiesta dagli investitori, espressa dal tasso di sconto r, rendendo disponibili nuove risorse per altri eventuali impieghi futuri (il progetto crea valore). Se il VAN 竪 negativo, il progetto dinvestimento deve essere scartato: linvestimento non 竪 finanziariamente sostenibile (il progetto distrugge valore).
MASTER EAM 7 Federico Guidi 16 Il costo del capitale di rischio Il tasso di sconto (r) 竪 posto uguale al costo del capitale di rischio, stimato sulla base del CAPM (Capital Asset Pricing Model), il quale esprime il rendimento atteso di un investimento in funzione del rischio sistematico di questo investimento. In particolare, secondo questo modello: r = rf + 硫 (rm rf) rf: il rendimento che avrebbe un investimento in condizioni di assoluta certezza. (rm-rf): il differenziale di rendimento tra il mercato azionario e gli investimenti privi di rischio. 硫: il coefficiente che lega nel tempo landamento di un singolo investimento azionario allandamento generale del mercato nel quale quellinvestimento 竪 trattato.
MASTER EAM 7 Federico Guidi 17 Il costo del capitale di rischio
MASTER EAM 7 Federico Guidi 18 Sensibilit del risultato ottenuto: le analisi di AIPE VANbase @ 20 anni ( =100 % i = 3%) 299.133 VAN VAN Vs. ( = 100 % 90%) -191.942 107.191 VAN Vs. i (i = 3% 5%) -83.294 215.839 VAN Vs. Vmedia annua (Vmedia annua = - 6%) -105.574 193.559 VAN @ 20 anni ( = 90 % i = 3% Vmedia annua = - 6%) 20.236 VAN @ 20 anni ( = 90 % i = 5% Vmedia annua = - 6%) -86.953 Rischio rendimento Rischio ventosit Rischio produzione
MASTER EAM 7 Federico Guidi 19 Conclusioni La configurazione dimpianto selezionata, costituita da un generatore Grand Mistral (200 kW di potenza nominale, diametro palare 32 m, altezza torre di sostegno strallata 55 m) prodotto dalla ditta Vergnet, 竪 in grado di produrre 410 MWh/anno (produzione annua di energia, AEP) con un coefficiente di capacit del 23,4%, corrispondente ad un numero di ore equivalenti pari a 2052 (rendimento atteso dellaerogeneratore 100%, disponibilit attesa dellaerogeneratore 90%). Il progetto dinvestimento, valutato su un orizzonte temporale di 20 anni, crea valore in misura di 299.133 , un risultato ottenuto considerando una remunerazione del capitale investito pari al 3,04%. Il progetto dinvestimento 竪 sufficientemente robusto, dal punto di vista finanziario, per assorbire la variabilit ipotizzata in tutti i parametri tecnici e finanziari. Il giudizio complessivo sul progetto dinvestimento 竪 positivo: il progetto deve essere accettato.

More Related Content

.Master EAM7 - Il progetto "Eolo"

  • 1. Il progetto Eolo Una metodologia standard per lo studio di fattibilit di un impianto eolico
  • 2. MASTER EAM 7 Federico Guidi 2 Obiettivo del lavoro Lo studio di fattibilit, ed il successivo sviluppo di una nuova attivit industriale, procedono secondo due grandi direttrici alle quali corrispondono due diversi aspetti del problema: laspetto tecnico e quello economico-finanziario. Questo studio nasce con lintento di definire una metodologia standard per lanalisi di fattibilit di impianti atti alla generazione di energia elettrica da fonte eolica. Costituisce parte integrante di questo studio il foglio di calcolo AIPE: esso implementa la metodologia standard proposta e, nellambito del sistema normativo di incentivi alla produzione elettrica da fonte eolica, fornisce uno strumento flessibile in grado di adattarsi a qualsiasi modifica delle condizioni al contorno.
  • 3. MASTER EAM 7 Federico Guidi 3 Oggetto del lavoro Una installazione eolica, anche quando si tratta di un impianto di piccola taglia, deve essere considerata come un sistema complesso, costituito dalla macchina (la turbina eolica), dallambiente (il vento ed il microclima locale), dallutenza, ovvero luso finale cui 竪 destinata lenergia prodotta e, infine, dal contesto normativo entro cui si inserisce. Solo tenendo in considerazione tutti questi sottosistemi si pu嘆 pervenire ad uninstallazione efficace sia dal punto di vista paesaggistico-ambientale che economico-finanziario.
  • 4. MASTER EAM 7 Federico Guidi 4 Il progetto Eolo Il caso reale preso in esame fa riferimento allinvestimento per la realizzazione di un impianto eolico con potenza totale installata non superiore a 200 kW. Il sito destinato ad accogliere limpianto 竪 ubicato all'interno del Porto di Marina di Carrara, nella parte delle scogliere frangiflutti.
  • 5. MASTER EAM 7 Federico Guidi 5 Il progetto di un impianto eolico SITING PROGETTO Studio/Valutazione Impatto/Incidenza Ambientale TECNOLOGIA NORMATIVE DIA/AU Sistema Normativo di Incentivi
  • 6. MASTER EAM 7 Federico Guidi 6 SITING: ladattamento statistico di AIPE
  • 7. MASTER EAM 7 Federico Guidi 7 SITING: ladattamento statistico di AIPE
  • 8. MASTER EAM 7 Federico Guidi 8 SITING: ladattamento statistico di AIPE A partire dalla distribuzione di Weibull a 3 parametri (k, A, ) : F u = 1 e u粒 A k (funzione cumulativa di probabilit) f u = k A u粒 A k1 e u粒 A k (funzione densit di probabilit) sulla base dei risultati di una campagna anemometrica 竪 possibile ricavare i parametri che definiscono il modello statistico di ventosit, ovvero la disponibilit in termini di ore/anno della risorsa eolica.
  • 9. TECNOLOGIA: la libreria di AIPE La libreria contiene attualmente 32 aerogeneratori (76 configurazioni)* con una potenza nominale compresa tra 10 kW e 200 kW. La libreria raccoglie, per ciascun generatore eolico, tutti i dati necessari allanalisi, organizzati in schede. CURVA DI POTENZA: contiene il dettaglio della curva di potenza per valori della velocit del vento compresi nellintervallo 1歎20 m/s. CARATTERISTICHE TECNICHE: contiene il valore dei parametri necessari alla valutazione della produzione annua di energia. COSTI DINVESTIMENTO: contiene il valore delle voci di costo che contribuiscono al fabbisogno finanziario antecedente la produzione di energia. COSTI OPERATIVI: contiene il valore delle voci di costo relative alla gestione operativa dellimpianto. MASTER EAM 7 Federico Guidi 9 * Attraverso la collaborazione con i produttori e/o rivenditori di turbine eoliche, 竪 stato possibile costruire una libreria di generatori eolici rappresentativa dei prodotti disponibili sul mercato
  • 10. MASTER EAM 7 Federico Guidi 10 SITING + TECNOLOGIA: NAEP NAEP = 8760N(侶 schiera 侶 dis 侶) 裡 [ fdp W (u i) PCP (u i)] TECNOLOGIA la curva di potenza SITING la funzione densit di probabilit Net Annual Energy Production
  • 11. MASTER EAM 7 Federico Guidi 11 Il piano economico-finanziario CAMPAGNA ANEMOMETRICA i dati ambientali SITING il modello statistico di ventosit PIANO ECONOMICO FINAZIARIO TECNOLOGIA la libreria degli aerogeneratori VINCOLI CONFIGURAZIONE DIMPIANTO NORMATIVE il sistema di incentivazione CONTO ECONOMICO SEMPLIFICATO FLUSSI DI CASSA TARIFFA OMNICOMPRENSIVA incentivo tipo 束feed-in tariff損 valorizzazione del NAEP
  • 12. MASTER EAM 7 Federico Guidi 12 Rischi & Incertezze Rischio produzione (alto): 竪 la composizione del rischio rendimento (rendimento della macchina eolica) e del rischio ventosit (modello statistico della ventosit del sito). Rischio obsolescenza (basso): il settore delle macchine eoliche non 竪 un settore nel quale lobsolescenza 竪 particolarmente rilevante. Attualmente sono commercializzate turbine nuove derivanti da progetti ormai maturi che hanno visto il loro primo prototipo oltre 30 anni fa. La miglior efficienza delle nuove macchine eoliche non 竪 il frutto di un salto tecnologico, ma leffetto di un graduale affinamento del progetto iniziale, ottenuto principalmente con limpiego di nuovi materiali. Laggiornamento tecnologico di una macchina eolica 竪, generalmente, conveniente e ci嘆 rende lobsolescenza un aspetto non particolarmente rilevante. Incertezza sulla valorizzazione: nessuna incertezza allinterno del periodo di validit di un incentivo feed-in tariff (20 anni)*, alto in altri regimi di valorizzazione. *Il sistema tariffario omnicomprensivo (feed-in tariff) 竪 stato mantenuto sia dal Decreto Legislativo marzo 2011 che dal successivo Decreto Ministeriale aprile 2012: la durata del sistema incentivante passa dagli attuali 15 anni a 20 anni per gli impianti che entreranno in funzione dopo il 31/12/2012.
  • 13. MASTER EAM 7 Federico Guidi 13 Orizzonte economico Lorizzonte economico rappresenta larco di tempo entro il quale si pensa manifestarsi la convenienza dellinvestimento e limpresa ritiene di poter formulare previsioni sufficientemente attendibili. Sulla determinazione dellorizzonte economico di un investimento nel settore eolico ha uninfluenza rilevante lincertezza sulla valorizzazione dellenergia prodotta. In definitiva 竪 corretto assumere come orizzonte economico 20 anni: in questo modo i risultati dellanalisi dellinvestimento non risentono dellincertezza sulla valorizzazione dellenergia prodotta. Si tiene conto delleventuale obsolescenza della macchina introducendo, oltre ai normali costi operativi per la manutenzione ordinaria, un costo una tantum di reintegro di un componente dimpianto (manutenzione straordinaria) da effettuarsi dopo il decimo anno di esercizio. Lorizzonte economico di 20 anni 竪 coerente con la vita utile di una moderna turbina eolica (20 anni installazioni onshore, 25 anni installazioni offshore).
  • 14. MASTER EAM 7 Federico Guidi 14 Analisi dellinvestimento AIPE pu嘆 essere utilizzato in modalit verifica o in modalit analisi. La modalit verifica serve per ottenere un giudizio di convenienza su una determinata configurazione dimpianto (nota). La modalit analisi serve per scegliere, sulla base di un giudizio di convenienza, una determinata configurazione dimpianto (incognita). I vincoli alla configurazione dimpianto servono a selezionare, nellambito degli aerogeneratori disponibili in libreria, quelli pi湛 adatti al sito dinstallazione. AIPE sviluppa il piano economico-finanziario per ciascun aerogeneratore selezionato, attingendo alla libreria per i parametri tecnici necessari al calcolo della produzione netta annua di energia (NAEP) e per i costi dinvestimento e O&M. AIPE fornisce un report dettagliato dei principali risultati ottenuti per ciascun aerogeneratore ed un report grafico che guida lutente nella scelta della configurazione dimpianto.
  • 15. MASTER EAM 7 Federico Guidi 15 Il giudizio di convenienza Il criterio per costruire il giudizio di convenienza 竪 basato sul VAN (Valore Attuale dei flussi di cassa al Netto dellinvestimento iniziale): VAN = I0 + n t=0 FCN t 1 + r t se il VAN 竪 positivo, il progetto dinvestimento 竪 accettabile: in questo caso il progetto 竪 in grado di produrre flussi di cassa sufficienti a recuperare linvestimento iniziale (I0) e garantire la remunerazione richiesta dagli investitori, espressa dal tasso di sconto r, rendendo disponibili nuove risorse per altri eventuali impieghi futuri (il progetto crea valore). Se il VAN 竪 negativo, il progetto dinvestimento deve essere scartato: linvestimento non 竪 finanziariamente sostenibile (il progetto distrugge valore).
  • 16. MASTER EAM 7 Federico Guidi 16 Il costo del capitale di rischio Il tasso di sconto (r) 竪 posto uguale al costo del capitale di rischio, stimato sulla base del CAPM (Capital Asset Pricing Model), il quale esprime il rendimento atteso di un investimento in funzione del rischio sistematico di questo investimento. In particolare, secondo questo modello: r = rf + 硫 (rm rf) rf: il rendimento che avrebbe un investimento in condizioni di assoluta certezza. (rm-rf): il differenziale di rendimento tra il mercato azionario e gli investimenti privi di rischio. 硫: il coefficiente che lega nel tempo landamento di un singolo investimento azionario allandamento generale del mercato nel quale quellinvestimento 竪 trattato.
  • 17. MASTER EAM 7 Federico Guidi 17 Il costo del capitale di rischio
  • 18. MASTER EAM 7 Federico Guidi 18 Sensibilit del risultato ottenuto: le analisi di AIPE VANbase @ 20 anni ( =100 % i = 3%) 299.133 VAN VAN Vs. ( = 100 % 90%) -191.942 107.191 VAN Vs. i (i = 3% 5%) -83.294 215.839 VAN Vs. Vmedia annua (Vmedia annua = - 6%) -105.574 193.559 VAN @ 20 anni ( = 90 % i = 3% Vmedia annua = - 6%) 20.236 VAN @ 20 anni ( = 90 % i = 5% Vmedia annua = - 6%) -86.953 Rischio rendimento Rischio ventosit Rischio produzione
  • 19. MASTER EAM 7 Federico Guidi 19 Conclusioni La configurazione dimpianto selezionata, costituita da un generatore Grand Mistral (200 kW di potenza nominale, diametro palare 32 m, altezza torre di sostegno strallata 55 m) prodotto dalla ditta Vergnet, 竪 in grado di produrre 410 MWh/anno (produzione annua di energia, AEP) con un coefficiente di capacit del 23,4%, corrispondente ad un numero di ore equivalenti pari a 2052 (rendimento atteso dellaerogeneratore 100%, disponibilit attesa dellaerogeneratore 90%). Il progetto dinvestimento, valutato su un orizzonte temporale di 20 anni, crea valore in misura di 299.133 , un risultato ottenuto considerando una remunerazione del capitale investito pari al 3,04%. Il progetto dinvestimento 竪 sufficientemente robusto, dal punto di vista finanziario, per assorbire la variabilit ipotizzata in tutti i parametri tecnici e finanziari. Il giudizio complessivo sul progetto dinvestimento 竪 positivo: il progetto deve essere accettato.