Stoccaggio dell’energia a batteria

Quando si parla di distribuzione dell’energia, affidabilità ed elevata disponibilità sono alcune delle questioni più urgenti. Un sistema di accumulo dell'energia a batteria (BESS) può fornire tali caratteristiche a un sistema di distribuzione dell’energia. I moderni Energy Management System (EMS) hanno bisogno di gestire e distribuire l’energia, in questo modo lo stoccaggio dell'energia diventa uno strumento preziosissimo per riuscire a fornire elettricità all’occorrenza nel giusto luogo. Un BESS (Battery Energy Storage System) offre anche altri vantaggi, tra cui la riduzione dei costi e delle emissioni di gas serra. Può essere usato quando si verificano interruzioni di corrente nelle linee elettriche, nelle sottostazioni principali o durante interruzioni di corrente programmate.

Ma ora esaminiamo più nel dettaglio il BESS, come funziona con i sistemi di gestione presenti nelle singole reti e perché è un componente così essenziale per il sistema nel suo complesso.

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Che cos’è un BESS?

Un BESS (Battery Energy Storage System) è un tipo di sistema di accumulo dell’energia che immagazzina energia per scaricarla e distribuirla in un secondo momento. Deve essere controllato da un energy management system che coordina i vari componenti coinvolti per un processo completamente ottimizzato. I distributori di energia possono usare un BESS per accumulare l’energia in eccesso e rifornire fonti essenziali, come ad esempio servizi di emergenza, strutture sanitarie e industriali, durante le interruzioni di corrente elettrica.

Tra i componenti all’interno di un BESS troviamo le batterie, i sistemi software che lo controllano e altre risorse ausiliarie necessarie, quali i sistemi di controllo della temperatura, della ventilazione e antincendio. Solitamente un BESS usa batterie agli ioni di litio, ma tra le altre opzioni rientrano le batterie al piombo acido, nichel-cadmio, di flusso e sodio-zolfo, ciascuna delle quali presenta vantaggi e svantaggi.

Un BESS può offrire una molteplicità di vantaggi, tra cui:

Miglioramenti dell’efficienza: l’utilizzo di un BESS aiuta a rendere minime le perdite all’interno dei sistemi di distribuzione al fine di ridurre i costi delle operazioni. Le informazioni di monitoraggio dettagliate forniscono dati importanti relativi alla produzione e ai comportamenti di consumo, e consentono al distributore di ottimizzare il sistema e ridurre i costi di produzione.
Affidabilità: l’energia eolica e quella solare producono quantitativi di elettricità variabili in un determinato tempo, poiché sono fonti energetiche caratterizzate da intermittenza e imprevedibilità. Grazie al BESS, i produttori di energia da fonti rinnovabili possono mantenere elevata la capacità per far fronte alla domanda, anche durante i periodi in cui c’è poco sole o poco vento.
Arbitraggio energetico: è possibile caricare le batterie del BESS quando i prezzi dell’elettricità sono bassi, e quando i prezzi aumentano, è possibile scaricarle e vendere l’energia accumulata. Questa capacità può risultare particolarmente utile per l’energia solare, consentendo ai fornitori di utenze di immagazzinare energia altamente disponibile finché non raggiunge un prezzo più alto.
Regolazione della frequenza: alcuni tipi di produzione di energia comportano frequenze non costanti. Un sistema di stoccaggio dell’energia su batterie può fornire una riserva ultra-rapida di frequenza (FFR) in grado di rispondere rapidamente alle variazioni di frequenza e ridurre lo squilibrio tra più generatori sincroni. Altri sistemi possono richiedere più tempo, mentre un BESS reagisce in pochi secondi per ottenere più velocemente le risorse collegate in rete.
Flessibilità: l’installazione di un BESS è relativamente semplice dal momento che le batterie possono essere posizionate ovunque. Non è necessario operare nelle vicinanze di risorse naturali, come serbatoi sotterranei o località dove soffiano venti con velocità elevate.
Migliori risultati per l’utente: un BESS è utile per il fornitore di energia e per l’utente finale dal momento che contribuisce a migliorare la qualità dell’alimentazione. Una migliore alimentazione consente agli utenti di compiere operazioni più affidabili e, potenzialmente, di registrare una riduzione dei costi.

In sintesi, un BESS (Battery Energy Storage System) può aumentare in modo significativo l’affidabilità e il rendimento di un sistema di distribuzione elettrica. Dal momento che quella dell’energia rinnovabile diventa ogni giorno una soluzione più valida e affidabile, gli esperti prevedono che il mercato globale dei BESS crescerà con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 16,3% entro il 2029.

Come un BESS supporta vari tipi di energia

Un BESS è particolarmente adatto per certe tipologie di produzione e distribuzione energetica poiché ne compensa le carenze dovute ad esempio a imprevedibilità e variazioni. Questo tipo di sistema svolge un ruolo fondamentale per consentire ad aziende o società di passare all’energia rinnovabile pur mantenendo operatività e prestazioni elevate.

Energia solare

L’energia solare è suscettibile di risultati intermittenti. Il sole non splende continuamente, e nelle giornate soleggiate l’energia deve essere accumulata per essere utilizzata durante la notte o quando il cielo è nuvoloso. Il BESS può occuparsi di questo tipo di stoccaggio e fungere da regolatore della frequenza per mantenere il sistema stabile. L’energia solare richiede la corretta frequenza di uscita per ogni istanza di penetrazione dell’energia fotovoltaica per raggiungere i limiti accettabili del codice di rete. In quanto strumento di arbitraggio energetico, il BESS consente risparmi significativi per il successo generale dell’installazione.

L’uso di un BESS in combinazione con un EMS è risultato essere una soluzione particolarmente promettente per le microreti, dove le reti elettriche possono rendere il sistema più vulnerabile all’intermittenza e ai carichi dinamici.

Energia eolica

L’energia eolica presenta limitazioni analoghe, ovvero una disponibilità intermittente e fluttuazioni di produzione. Un BESS offre la possibilità di controllare tali condizioni di imprevedibilità, così che gli impianti eolici possano continuare a fornire energia affidabile e maggiori ricavi.

Produzione di energia convenzionale

Anche per quanto riguarda l’elettricità prodotta dai combustibili fossili o dal nucleare si può trarre vantaggio dall’uso di un BESS. La maggior parte dell’energia prodotta negli Stati Uniti viene ricavata ancora da metano e carbone. Anche in questo caso, un BESS offre funzionalità di arbitraggio energetico per contribuire a migliorare la redditività del sistema, ma può anche aumentare l’efficienza del sistema accedendo all’energia immagazzinata all’occorrenza. Anche se un approvvigionamento energetico è affidabile, possono comunque verificarsi interruzioni dovute a danneggiamenti o problemi nel sistema di erogazione. In questi casi, un BESS è d’aiuto perché fornisce energia integrativa per riuscire comunque a soddisfare le esigenze dei clienti anche in situazioni di emergenza.

Può ricoprire un ruolo significativo anche nel passaggio dalle fonti di energia non rinnovabili a quelle rinnovabili, fornendo lo stoccaggio dell’energia per compensare l’imprevedibilità della fornitura durante l’implementazione delle nuove fonti energetiche.

Cosa intendiamo esattamente con il termine "BESS"?

È possibile accumulare energia in un sistema di stoccaggio dell'energia a batteria (BESS) caricandola dalla rete o da una centrale elettrica e successivamente scaricarla quando c’è bisogno di elettricità o di altri servizi di rete.

PERCHÉ è necessario disporre di un BESS su scala industriale?

I BESS impiegati su scala industriale migliorano la stabilità della rete compensando le interruzioni nel trasferimento dell’energia. Le alterazioni nei settori dell’economia che consumano quantità significative di energia creeranno in futuro possibilità di investimenti nelle tecnologie innovative che hanno il potenziale per rendere tali settori più resilienti e ridurre le emissioni di carbonio.

IN CHE MODO le batterie possono semplificare l'accumulo e la distribuzione dell’energia prodotta da fonti rinnovabili?

Un BESS può arricchire o sostituire le reti elettriche esistenti se viene impiegato su larga scala e mantenuto in funzione.

I protocolli chiave per offrire un sistema di accumulo dell'energia a batteria affidabile, scalabile ed efficiente.

BESS e IIoT

Un’ulteriore considerazione importante per i BESS è il modo in cui si integrano con l’Industrial Internet of Things (IloT). Un BESS fa affidamento su una serie di input relativi allo stato del sistema, alla richiesta e alla produzione. Il collegamento del BESS ai dispositivi IoT è vitale per il monitoraggio continuo, la valutazione e la raccolta dati. Il settore dell’IIoT può sfruttare i BESS per riuscire a creare un’ampia rete di distribuzione dell’energia a livello globale che sia affidabile e costante. Questo sistema consente inoltre ai tecnici di gestire la distribuzione energetica mettendo a loro disposizione più dati provenienti anche da sedi esterne.

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