Un sistema di accumulo dell’energia a batteria, comunemente noto come BESS, utilizza banchi di batterie ricaricabili per immagazzinare l’elettricità in eccesso dalla rete o da fonti rinnovabili per un uso successivo.Con l’avanzamento delle tecnologie relative alle energie rinnovabili e alle reti intelligenti, i sistemi BESS svolgono un ruolo sempre più vitale nella stabilizzazione delle forniture energetiche e nella massimizzazione del valore dell’energia verde.Quindi, come funzionano esattamente questi sistemi?
Passaggio 1: banco di batterie
Il fondamento di ogni BESS è il mezzo di accumulo dell'energia: le batterie.Più moduli batteria o "celle" sono collegati insieme per formare un "banco batterie" che fornisce la capacità di stoccaggio richiesta.Le celle più comunemente utilizzate sono agli ioni di litio grazie alla loro elevata densità di potenza, lunga durata e capacità di ricarica rapida.In alcune applicazioni vengono utilizzati anche altri prodotti chimici, come le batterie al piombo e a flusso.
Passaggio 2: sistema di conversione della potenza
Il banco batterie si collega alla rete elettrica tramite un sistema di conversione di potenza o PCS.Il PCS è costituito da componenti elettronici di potenza come un inverter, un convertitore e filtri che consentono il flusso di energia in entrambe le direzioni tra la batteria e la rete.L'inverter converte la corrente continua (CC) della batteria in corrente alternata (CA) utilizzata dalla rete, mentre il convertitore fa il contrario per caricare la batteria.
Passaggio 3: sistema di gestione della batteria
Un sistema di gestione della batteria, o BMS, monitora e controlla ogni singola cella della batteria all'interno del banco di batterie.Il BMS bilancia le celle, regola la tensione e la corrente durante la carica e la scarica e protegge dai danni derivanti da sovraccarico, sovracorrente o scarica profonda.Monitora parametri chiave come tensione, corrente e temperatura per ottimizzare le prestazioni e la durata della batteria.
Passaggio 4: sistema di raffreddamento
Un sistema di raffreddamento rimuove il calore in eccesso dalle batterie durante il funzionamento.Ciò è fondamentale per mantenere le celle entro l'intervallo di temperatura ottimale e massimizzare la durata del ciclo.I tipi più comuni di raffreddamento utilizzati sono il raffreddamento a liquido (facendo circolare il refrigerante attraverso le piastre a contatto con le batterie) e il raffreddamento ad aria (utilizzando ventole per forzare l'aria attraverso gli involucri delle batterie).
Passaggio 5: operazione
Durante i periodi di bassa domanda di elettricità o di elevata produzione di energia rinnovabile, il BESS assorbe la potenza in eccesso tramite il sistema di conversione di potenza e la immagazzina nel banco batterie.Quando la domanda è elevata o le energie rinnovabili non sono disponibili, l’energia immagazzinata viene reimmessa nella rete tramite l’inverter.Ciò consente al BESS di "spostare" l'energia rinnovabile intermittente, stabilizzare la frequenza e la tensione della rete e fornire alimentazione di backup durante le interruzioni.
Il sistema di gestione della batteria monitora lo stato di carica di ciascuna cella e controlla la velocità di carica e scarica per prevenire il sovraccarico, il surriscaldamento e lo scaricamento completo delle batterie, prolungandone la durata.Inoltre, il sistema di raffreddamento funziona per mantenere la temperatura complessiva della batteria entro un intervallo operativo sicuro.
In sintesi, un sistema di accumulo dell’energia della batteria sfrutta insieme batterie, componenti elettronici di potenza, controlli intelligenti e gestione termica in modo integrato per immagazzinare l’elettricità in eccesso e scaricare l’energia su richiesta.Ciò consente alla tecnologia BESS di massimizzare il valore delle fonti energetiche rinnovabili, rendere le reti elettriche più efficienti e sostenibili e supportare la transizione verso un futuro energetico a basse emissioni di carbonio.
Con l’aumento delle fonti di energia rinnovabile come l’energia solare ed eolica, i sistemi di accumulo dell’energia a batteria su larga scala (BESS) stanno svolgendo un ruolo sempre più importante nella stabilizzazione delle reti elettriche.Un sistema di accumulo dell’energia tramite batterie utilizza batterie ricaricabili per immagazzinare l’elettricità in eccesso dalla rete o da fonti rinnovabili e restituirla quando necessario.La tecnologia BESS aiuta a massimizzare l’utilizzo dell’energia rinnovabile intermittente e migliora l’affidabilità, l’efficienza e la sostenibilità complessiva della rete.
Un BESS è tipicamente costituito da più componenti:
1) Banchi batterie costituiti da più moduli batteria o celle per fornire la capacità di accumulo di energia richiesta.Le batterie agli ioni di litio sono più comunemente utilizzate grazie alla loro elevata densità di potenza, lunga durata e capacità di ricarica rapida.Vengono utilizzati anche altri prodotti chimici come le batterie al piombo e a flusso.
2) Sistema di conversione di potenza (PCS) che collega il banco batterie alla rete elettrica.Il PCS è costituito da un inverter, un convertitore e altre apparecchiature di controllo che consentono il flusso di energia in entrambe le direzioni tra la batteria e la rete.
3) Sistema di gestione della batteria (BMS) che monitora e controlla lo stato e le prestazioni delle singole celle della batteria.Il BMS bilancia le celle, protegge dai danni derivanti da sovraccarico o scarica profonda e monitora parametri come tensione, corrente e temperatura.
4) Sistema di raffreddamento che rimuove il calore in eccesso dalle batterie.Il raffreddamento a liquido o ad aria viene utilizzato per mantenere le batterie entro l'intervallo di temperatura operativa ottimale e massimizzarne la durata.
5) Alloggiamento o contenitore che protegge e assicura l'intero sistema di batterie.Gli involucri delle batterie esterne devono essere resistenti alle intemperie e in grado di resistere a temperature estreme.
Le funzioni principali di un BESS sono:
• Assorbire l'energia in eccesso dalla rete durante i periodi di bassa domanda e rilasciarla quando la domanda è elevata.Ciò aiuta a stabilizzare le fluttuazioni di tensione e frequenza.
• Immagazzinare l'energia rinnovabile da fonti come il solare fotovoltaico e i parchi eolici che hanno una produzione variabile e intermittente, quindi fornire l'energia immagazzinata quando il sole non splende o il vento non soffia.Questo sposta l’energia rinnovabile al momento in cui è più necessaria.
• Fornire alimentazione di backup durante guasti o interruzioni della rete per mantenere operative le infrastrutture critiche, sia in modalità isola che collegata alla rete.
• Partecipare a programmi di risposta alla domanda e di servizi ausiliari aumentando o diminuendo la produzione di energia su richiesta, fornendo la regolazione della frequenza e altri servizi di rete.
In conclusione, poiché l’energia rinnovabile continua a crescere come percentuale delle reti elettriche in tutto il mondo, i sistemi di stoccaggio dell’energia tramite batterie su larga scala svolgeranno un ruolo indispensabile nel rendere quell’energia pulita affidabile e disponibile 24 ore su 24.La tecnologia BESS aiuterà a massimizzare il valore delle energie rinnovabili, a stabilizzare le reti elettriche e a sostenere la transizione verso un futuro energetico più sostenibile e a basse emissioni di carbonio.
Orario di pubblicazione: 07-lug-2023
