Stoccaggio energetico inbatteria: il ruolo fondamentale del BESS per la sostenibilità energetica.
Nel 2023 il nostro Paese ha registratouna capacità totale di 2,3 GW e una capacità massima di 3,9 GWh di sistemi distoccaggio energetico installati, abbinati nella maggioranza dei casi adimpianti fotovoltaici.
Ma cosa si intende per stoccaggioenergetico?
Lo storageenergetico è un sistema che consente di immagazzinare l’energia prodottadalle fonti rinnovabili in modo da renderla disponibile anche quando questiimpianti non sono in grado di generarla. Migliorare la stabilità della rete èun’esigenza necessaria in questa fase di grande diffusione delle fontirinnovabili, che generano elettricità in modo intermittente, con momenti diproduzione superiore al fabbisogno e altri di produzione insufficiente.
La diffusione dei sistemi di storage èstrettamente legata all’innovazione tecnologica e alla sostenibilità deiprodotti. Secondo un recente rapporto di McKinsey, entro il 2030 il mercatoglobale dei sistemi di stoccaggio energetico a batteria dovrebbe raggiungere unvalore compreso tra 120 e 150 miliardi di dollari: si tratta di valori checostituiscono quasi il doppio dell’attuale dimensione economica del settore.
Comefunziona uno storage ?
Un sistema di Stoccaggio Energetico inBatteria (BESS - Battery Energy Storage System) è composto da batterie in grado di convertire energia elettrica inenergia chimica durante la fase di carica e di riconvertirla in energiaelettrica quando necessario durante la fase di scarica.
Le batterie installate offrono numerosicicli di carica e scarica, con una capacità di stoccaggio che può variare dapochi secondi fino a 4-8 ore.
In particolare, le batterie a ioni dilitio sono una delle tecnologie più funzionanti e utilizzate da questo punto divista su scala industriale. Possiamo immaginare il loro funzionamentoparagonandoli alle batterie dei nostri dispositivi portatili: sono in grado diconvertire una reazione chimica in energia elettrica, immagazzinandola erilasciandola a seconda delle necessità.
Ivantaggi dello stoccaggio energetico (BESS)
I vantaggi dello stoccaggio energetico inbatteria sono molteplici e contribuiscono sia dal punto di vista ambientale cheeconomico a migliorare la stabilità e la redditività delle fonti energeticherinnovabili. Ecco i 6 principali benefici del BESS :
- Contribuisce significativamente alla riduzione dell'impatto ambientale: a differenza dei terreni da affittare per il fotovoltaico, quelli da valutare per storage richiedono una superficie minima di gran lunga inferiore (1 ettaro). Questo è dovuto al fatto che su metrature simili è possibile installare anche impianti di circa 50 MW.
- Massimizza l'utilizzo delle fonti rinnovabili, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e, di conseguenza, le emissioni di gas serra.
- Consente di immagazzinare energia quando il suo costo è più basso e di utilizzarla durante i periodi di maggiore domanda e costi più elevati, portando a un risparmio economico significativo. Questa pratica, definita Peak Shaving, consiste nel ridurre i picchi di consumo di energia elettrica utilizzando l'energia immagazzinata durante i periodi di minor domanda. Ciò consente di ottimizzare l'uso dell'energia prodotta dai pannelli solari durante le ore di massima insolazione, riducendo la dipendenza dalla rete e stabilizzando i prezzi dell'energia.
- Garantisce una fornitura energetica ininterrotta, assicurando così che l'energia sia disponibile indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e diventando così un'importante fonte di backup durante interruzioni della rete. I sistemi di accumulo a batteria forniscono una fonte di energia di backup fondamentale in caso di interruzioni della rete elettrica o altre emergenze. Questa capacità di fornire energia in modo rapido e affidabile è cruciale per garantire la continuità delle operazioni e ridurre l'impatto delle interruzioni di corrente, soprattutto in contesti critici o industriali.
- Regolazione di Frequenza e Tensione: grazie ai sistemi di accumulo energetico, è possibile rispondere prontamente alle fluttuazioni nella produzione di energia solare, mantenendo la frequenza e la tensione della rete entro i limiti desiderati. Questo contribuisce alla stabilità e all'affidabilità del sistema energetico.
- Arbitraggio dei prezzi dell'energia (time-shifting): i sistemi BESS consentono di immagazzinare energia durante i periodi di bassa domanda e utilizzarla o venderla quando i prezzi dell'energia sono più alti. Questo aiuta a massimizzare i profitti derivanti dall'energia solare, contribuendo alla redditività complessiva dell'impianto fotovoltaico e offre maggiore indipendenza dalla rete elettrica, soprattutto in situazioni di instabilità della rete o durante interruzioni dovute a condizioni meteorologiche estreme o picchi di domanda.
Inoltre,l'applicazione dell'Intelligenza Artificiale (AI) nei sistemi di accumulo abatteria rappresenta un campo in rapida evoluzione, offrendo ulteriori vantaggicome la previsione, l'ottimizzazione, la gestione della salute della batteria ela riduzione dei costi operativi.
L'interconnessione tra i sistemi BESS(Battery Energy Storage System) e gli impianti fotovoltaici su larga scala è unpasso chiave verso la creazione di un sistema energetico più sostenibile eefficiente. Questi sistemi di accumulo energetico offrono una serie di vantaggisignificativi nella gestione dell'energia prodotta dai pannelli solari,contribuendo alla transizione verso fonti energetiche più pulite e affidabili.
Quali sono le componenti di un BESS ?
Dopo aver visto come funziona un BESS equali sono i suoi principali vantaggi, entriamo adesso nel dettagliofocalizzandoci sulle componenti strutturali.
Un sistema di stoccaggio energetico èformato da tantissimi elementi, in cui componenti della batteria, componenti del sistema e componentifunzionali per la connessione alla rete risultano perfettamente interconnessi.
Vediamo di seguito gli 8 principalicomponenti di un BESS:
- Moduli Batteria: si tratta di un insieme di celle collegate per formare un pacchetto batteria. La loro combinazione genera la tensione e la capacità necessarie. Insieme al Sistema di Gestione della Batteria (BMS), i moduli compongono i Battery Rack, ospitati negli armadi e nei container.
- Gestione della Batteria (BMS): questo sistema monitora e bilancia lo stato di carica delle celle, proteggendole da condizioni di esercizio dannose.
- Gestione Termica della Batteria (B-TMS): questo componente regola la temperatura delle celle per mantenere le condizioni ottimali di funzionamento.
- Controllo e Monitoraggio del Sistema: include un sistema di monitoraggio generale dell'infrastruttura e dispositivi di sicurezza come unità antincendio o allarmi.
- Sistema di Gestione dell'Energia (EMS): questo sistema controlla, gestisce e distribuisce il flusso di potenza all'interno del sistema di accumulo.
- Gestione Termica del Sistema: si occupa del controllo della temperatura, della ventilazione e dell'aria condizionata all'interno dei contenitori del sistema.
- Sistema di Conversione di Potenza (PCS): questo sistema converte l'energia elettrica da corrente continua (DC) a corrente alternata (AC) e viceversa.
- Trasformatore: consente il collegamento del sistema di accumulo BESS alla rete elettrica, garantendo un trasferimento efficiente e sicuro dell'energia.