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Tecnologie emergenti e tendenze nei sistemi di accumulo delle centrali solari

È sicuro che i sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) nelle centrali solari daranno forma al futuro della tecnologia. Perché i nuovi tipi di batterie, l’integrazione dell’intelligenza artificiale e i sistemi ibridi aumentano le prestazioni, l’efficienza e la sostenibilità dei BESS. Mentre gli standard esistenti, come l’IEC 62933-2-1, supportano questi sviluppi, le tendenze del settore stanno spingendo i confini dell’accumulo di energia. In questo articolo, parleremo delle innovazioni nella tecnologia BESS e della direzione futura dell’integrazione con l’energia solare, anche se non esiste ancora (aprile 2025) una centrale elettrica autorizzata installata in Turchia.

Tecnologie di batterie di nuova generazione

Batterie a stato solido e a flusso

Mentre le batterie al litio-ferro-fosfato (LFP) sono ormai comuni, le batterie allo stato solido e le batterie a flusso sono il tema del futuro. Le batterie allo stato solido offrono una maggiore densità energetica e sicurezza, grazie all’utilizzo di un materiale solido invece di un elettrolita liquido, e superano più facilmente i test di fuga termica IEC 62619. Queste tecnologie promettono soluzioni di accumulo più durature e flessibili nelle centrali solari.

Ottimizzazione con l’intelligenza artificiale

Evoluzione di EMS e BMS

L’intelligenza artificiale (AI) sta trasformando il sistema di gestione dell’energia (EMS) e il sistema di gestione delle batterie (BMS) dei BESS. I parametri di prestazione dello standard IEC 62933-2-1 (ad esempio il 98% di efficienza di andata e ritorno) possono essere ottimizzati in tempo reale con l’AI. Ad esempio, in una centrale elettrica, un BESS guidato dall’AI può rendere la distribuzione di energia più efficiente del 10%, prevedendo le ore di picco della domanda. Questo si traduce in un risparmio sui costi e nella stabilità della rete. In effetti, possiamo dire che l’altra linea di business che guiderà lo sviluppo dei sistemi di accumulo sarà la tecnologia e il software.

In futuro, si prevede che i BESS non funzioneranno da soli, ma in sistemi ibridi. L’elettricità in eccesso generata dall’energia solare può essere convertita in idrogeno (H2) e immagazzinata, ideale per lo stoccaggio di energia a lungo termine. Sebbene le linee guida ambientali dello standard IEC TS 62933-4-1 prevedano la produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio, il sistema da 10 MW previsto dalla specifica tecnica può essere ampliato con un approccio ibrido. Ad esempio, lo stoccaggio a breve termine con BESS durante il giorno, mentre l’energia in eccesso può essere convertita in idrogeno e immagazzinata per settimane. Questo offre una soluzione alle fluttuazioni stagionali dell’energia solare.

Tendenze e previsioni globali

Rafforzamento delle capacità e innovazioni

Il mercato dell’accumulo di energia sta crescendo rapidamente; l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) stima che la capacità BESS globale raddoppierà entro il 2030. Questa crescita è sostenuta dalla commercializzazione di nuove tecnologie. Ad esempio, si prevede che le batterie allo stato solido entrino nella produzione di massa entro il 2025, o che i sistemi basati sull’intelligenza artificiale diventino mainstream. Si può affermare che le centrali solari diventeranno più affidabili e scalabili grazie a queste tendenze.

Visione e conclusione

Il futuro dei BESS è incentrato sulla massimizzazione del potenziale dell’energia solare attraverso l’innovazione tecnologica. Le batterie allo stato solido, l’ottimizzazione dell’intelligenza artificiale e i sistemi ibridi stanno inaugurando una nuova era dell’accumulo di energia. Mentre gli standard IEC guidano questi sviluppi, documenti come le Specifiche Tecniche gettano le basi per le applicazioni pratiche. L’accumulo di energia sarà un tema critico in futuro.

Se ha bisogno di ingegneria per i suoi impianti di accumulo di energia solare, può contattarci all’indirizzo [email protected].

Efficienza, durata e riciclaggio nei sistemi di accumulo dell’energia solare

L’uso efficace dei sistemi di accumulo dell’energia solare dipende dalla loro longevità ed efficienza sia tecnica che economica. La durata, il ciclo di carica/scarica, l’efficienza di accumulo e i processi di riciclaggio dei sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) sono tra i fattori che influenzano direttamente la sostenibilità dei sistemi di energia rinnovabile. In questo articolo si parlerà della durata della batteria, dell’ottimizzazione dell’efficienza e dei processi di riciclaggio.

Durata della batteria e fattori di invecchiamento

La durata della batteria è solitamente determinata dai cicli di carica/scarica e dipende dai seguenti fattori

Profondità di scarica (DoD): Le scariche più profonde aumentano il tasso di invecchiamento della batteria.
Condizioni di temperatura: Le temperature elevate accelerano le reazioni elettrochimiche e possono causare la degradazione della batteria.
Velocità di carica/scarica: Una carica o una scarica rapida può causare una rapida usura dei componenti della batteria.

Metodi di miglioramento dell’efficienza nei sistemi di stoccaggio

Le seguenti strategie possono essere utilizzate per ottenere la massima efficienza dei sistemi a batteria:

Ottimizzazione del SoC: La lunga durata può essere ottenuta mantenendo le batterie entro un certo intervallo di carica.
Sistemi di accumulo ibridi: La combinazione di diverse tecnologie di batterie può aumentare l’efficienza.
Sistemi di gestione intelligenti: Si possono implementare algoritmi che ottimizzano la durata della batteria utilizzando EMS e BMS.

Gestione del fine vita e riciclaggio delle batterie

Quando le batterie raggiungono la fine della loro vita, si possono seguire due strategie di base:

Uso secondario (applicazioni di Second Life): Le batterie dei veicoli elettrici possono essere riutilizzate per l’accumulo di energia.
Riciclaggio e smaltimento: i metalli preziosi (litio, cobalto, nichel) contenuti nella batteria devono essere riciclati in strutture specializzate per il recupero.

Impatti ambientali e linee guida per la sostenibilità secondo IEC TS 62933-4-1

La norma IEC TS 62933-4-1 fornisce alcune raccomandazioni per ridurre l’impatto ambientale dei sistemi di accumulo di energia:

Implementazione di programmi di riciclaggio delle batterie,
Utilizzo di materiali che lasciano una bassa impronta di carbonio,
Preferenza per le tecnologie di batterie con alti tassi di riciclaggio.

Analisi economica: Costo livellato dello stoccaggio (LCOS) e periodo di ritorno dell’investimento

È possibile misurare l’efficienza economica dei sistemi di accumulo di energia con il costo livellato dell’accumulo (LCOS). Nel calcolo del LCOS, deve considerare i seguenti fattori:

Costo di investimento della batteria,
Spese di gestione e manutenzione,
Costo per ciclo energetico.

Conclusione

L’efficienza, la lunga durata e le pratiche di riciclaggio sostenibile nei sistemi di accumulo di energia solare sono fondamentali per il futuro dei sistemi di energia rinnovabile. Gli standard IEC e le strategie di gestione intelligente assicurano che i sistemi di batterie siano ottimizzati sia dal punto di vista economico che ambientale.

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Tecnologie BESS avanzate e chimiche alternative per le batterie

I sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) sono uno dei componenti critici che rafforzano, facilitano e sostengono l’integrazione delle fonti di energia rinnovabili nella rete. Sebbene le batterie agli ioni di litio siano considerate la tecnologia dominante oggi, le chimiche avanzate delle batterie e i sistemi di accumulo energetico alternativi hanno il potenziale per aumentare l’efficienza energetica e ridurre i costi. In questo articolo, parleremo delle tecnologie innovative delle batterie che vanno oltre le batterie agli ioni di litio convenzionali e dei loro vantaggi nelle applicazioni BESS.

Tecnologie alternative per le batterie

1. Batterie agli ioni di sodio (Na-Ion)

Vantaggi: Costo inferiore e maggiore rispetto dell’ambiente rispetto alle batterie agli ioni di litio.
Svantaggi La densità energetica è inferiore a quella delle batterie agli ioni di litio.
Aree di utilizzo: Sistemi di accumulo di energia su larga scala, bilanciamento dell’energia su scala di rete.

2. Batterie a flusso (batterie a flusso Redox – RFB)

Principio di funzionamento: Le soluzioni elettrolitiche sono conservate in due serbatoi separati e l’energia viene immagazzinata tramite reazioni chimiche.
Vantaggi: Lunga durata del ciclo, capacità scalabile in modo indipendente.
Svantaggi: Bassa densità energetica, più adatta a sistemi di grandi dimensioni.
Aree di utilizzo: Accumulo di energia su scala di rete, centrali elettriche rinnovabili.

3. Batterie allo stato solido

Vantaggi: Maggiore densità energetica, migliore stabilità termica, uso sicuro.
Svantaggi: Costi di produzione elevati, scalabilità commerciale limitata.
Aree di utilizzo: Veicoli elettrici, sistemi di accumulo di energia di lunga durata.

4. Batterie al litio-solfuro (Li-S)

Vantaggi: Densità energetica più elevata, costo del materiale inferiore.
Svantaggi Vita di ciclo breve, rischio di degradazione durante la carica/scarica.
Aree di utilizzo: Aviazione, accumulo di energia portatile.

5. Bobine di zinco-aria

Vantaggi: Basso costo, alta densità energetica, costruzione sicura ed ecologica.
Svantaggi Bassa efficienza di carica-scarica.
Aree di utilizzo: Accumulo di energia di backup, applicazioni su piccola scala.

Materiali avanzati e innovazioni per i BESS

Grafene e nano materiali: Materiali innovativi per una migliore conduttività e una maggiore durata della batteria.
Elettroliti avanzati: Elettroliti solidi e gel che riducono il rischio di combustione nelle batterie agli ioni di litio.
Sistemi di gestione intelligente delle batterie (BMS): Sistemi supportati dall’intelligenza artificiale che consentono alle batterie di funzionare in modo più efficiente e sicuro.

Prestazioni della batteria in condizioni ambientali difficili e ad alta temperatura

Batterie al sodio-solfuro (NaS): Batterie di lunga durata adatte al funzionamento ad alte temperature.
Batterie al litio-titanato (LTO): Ricarica rapida e prestazioni elevate a basse temperature.
Sistemi di gestione termica: Tecnologie di raffreddamento attivo e di gestione termica per garantire il funzionamento sicuro delle batterie in condizioni di temperatura estreme.

Conclusione

Le tecnologie BESS avanzate e le chimiche alternative delle batterie stanno consentendo ai sistemi di energia rinnovabile di diventare più efficienti e sostenibili. Mentre le batterie agli ioni di litio sono ancora ampiamente utilizzate, le alternative come gli ioni di litio, le batterie di flusso e le batterie allo stato solido offrono un grande potenziale per rendere le soluzioni di accumulo energetico più sicure, economiche e durature.

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Criteri tecnici di progettazione e prestazioni per i sistemi di accumulo a batteria per l’energia solare (BESS).

I sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) nelle centrali solari svolgono un ruolo fondamentale per garantire la continuità dell’energia rinnovabile. Tuttavia, il funzionamento efficiente di questi sistemi richiede una progettazione accurata e criteri di prestazione standardizzati. Gli standard internazionali come l’IEC 62933-2-1 forniscono una guida in ogni fase dei BESS, dalla progettazione ai processi di test. In questo articolo, esamineremo il progetto tecnico, i parametri di prestazione e i metodi di test di un BESS integrato nel solare. Il nostro obiettivo è dimostrare come il sistema massimizzi l’affidabilità e l’efficienza.

Requisiti del design

Struttura e componenti modulari

Il design del BESS si basa su un approccio modulare. Le celle della batteria (ad esempio, litio ferro fosfato – LFP), il sistema di conversione di potenza (PCS), il sistema di gestione della batteria (BMS) e il sistema di gestione dell’energia (EMS) lavorano insieme. Il PCS, conforme allo standard IEC 62477-1, armonizza il flusso di energia con la rete, mentre i parametri tecnici (potenza della centrale elettrica, capacità della batteria, ecc. Inoltre, i sistemi HVAC garantiscono il controllo della temperatura e le misure di sicurezza antincendio conformi alla norma NFPA 855 (ad esempio, le pareti intermedie che impediscono la propagazione della fuga termica) sono un must.

Parametri di prestazione

Capacità ed efficienza

Le prestazioni di un BESS si misurano in base a parametri come la capacità energetica, l’efficienza di andata e ritorno e la durata del ciclo. Secondo la norma IEC 62933-2-1, la capacità energetica nominale determina la potenza di accumulo del sistema, mentre l’efficienza di andata e ritorno superiore al 98% minimizza la perdita di energia. In generale, si richiede una durata minima di 6000 cicli con una profondità di scarica (DoD) dell’80% e un tasso massimo di autoscarica del 4% al mese. Si tratta di un livello ragionevole, in quanto significa una prestazione stabile dell’impianto solare per 10 anni.

Tempo di risposta e velocità di carica

Anche la risposta rapida del sistema alle esigenze della rete è un aspetto critico. Ad esempio, la norma IEC 62933-2-1 richiede che il PCS risponda entro 200 millisecondi. Il tasso di carica/scarica di 1C specificato nella normativa turca indica che il sistema può caricare e scaricare completamente la sua intera capacità in un’ora. Questa caratteristica aumenta la flessibilità degli impianti solari, soprattutto in applicazioni come il peak shaving o il controllo della frequenza.

Metodi di prova

Test di prestazione basati sugli standard

Sono previsti test approfonditi per verificare le prestazioni del BESS. La clausola 6.2.1 dell’IEC 62933-2-1 definisce i cicli di carica-scarica per misurare l’effettiva capacità energetica, mentre il 6.2.3 verifica l’efficienza di andata e ritorno. Ad esempio, i test con l’80% di DoD verificano se il sistema soddisfa la capacità specificata. La norma IEC 62619 verifica la sicurezza delle celle della batteria contro la propagazione della fuga termica, mentre la norma IEC TS 62933-5-1 valuta la compatibilità della connessione alla rete. Secondo la Specifica Tecnica, questi test devono essere completati prima della consegna e i risultati devono essere documentati. In breve, le procedure di test in conformità agli standard sono una questione molto importante.

Applicazione pratica e passi successivi

Nelle centrali solari, il BESS fa la differenza negli scenari pratici. Ad esempio, 10 MW di generazione in eccesso possono essere immagazzinati durante il giorno e trasferiti alla rete di notte; in questo modo si evita lo spreco di energia e si bilancia la domanda. Secondo la norma IEC TS 62933-5-1, anche la sicurezza elettrica e l’integrazione nella rete del sistema sono testate, garantendo prestazioni a lungo termine. Nel prossimo articolo, parleremo dell’impatto ambientale e delle strategie di fine vita dei BESS. Il design tecnico e le prestazioni sono solo l’inizio per un futuro energetico sostenibile. Naturalmente, devono essere supportati dalla legislazione.

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Introduzione ai sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) negli impianti solari.

Sebbene l’energia solare sia una delle pietre miliari della rivoluzione delle energie rinnovabili, la dipendenza della sua produzione dalle condizioni meteorologiche e dall’ora del giorno crea una seria sfida. L’interruzione della produzione di energia in caso di tempo nuvoloso o di notte può mettere a rischio la stabilità della rete e la continuità energetica. A questo punto, entrano in gioco i sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS). I BESS immagazzinano l’elettricità in eccesso generata nelle centrali solari e ne consentono l’utilizzo quando necessario.

La natura intermittente dell’energia solare rende inevitabile l’accumulo di energia. Ad esempio, l’energia in eccesso prodotta durante il giorno viene sprecata se non viene trasferita alla rete, mentre si verifica una mancanza di produzione di notte o durante le ore di picco della domanda. I BESS fungono da ponte per eliminare questo squilibrio. Dotati di tecnologie a batteria come il litio ferro fosfato (LFP), i sistemi immagazzinano l’energia dai pannelli solari e la forniscono alla rete o all’utente quando necessario. Secondo le specifiche tecniche, un BESS con una capacità di 10 MW e 14 MWh, ad esempio, può aumentare significativamente l’efficienza di una centrale elettrica di questo tipo. In questo modo, l’area dell’affidabilità e dell’utilizzo dell’energia rinnovabile si sta espandendo.

Quindi, come funziona un BESS? I componenti chiave del sistema comprendono le celle della batteria, il Sistema di Conversione di Potenza (PCS), il Sistema di Gestione della Batteria (BMS) e il Sistema di Gestione dell’Energia (EMS). Le celle della batteria immagazzinano energia, il PCS converte questa energia da corrente alternata a corrente continua (o viceversa), il BMS monitora la salute e la sicurezza delle batterie e l’EMS ottimizza il flusso di energia. Secondo lo standard IEC 62933-2-1, questi componenti lavorano in un’architettura coerente per massimizzare le prestazioni del sistema. Ad esempio, un’efficienza di andata e ritorno del 98% minimizza la perdita di energia e aumenta l’efficienza del BESS.

Gli standard internazionali svolgono un ruolo fondamentale nella progettazione e nel funzionamento di questi sistemi. La norma IEC 62933-2-1 definisce i parametri unitari (come la capacità energetica nominale, il tempo di risposta) e i metodi di prova dei BESS. Ad esempio, vengono applicati cicli di carica-scarica specifici per misurare la capacità energetica effettiva di un sistema, garantendo la conformità alle esigenze dell’impianto solare. Inoltre, la norma IEC TS 62933-4-1 affronta gli impatti ambientali e garantisce la compatibilità del sistema con l’ambiente. Questi standard fungono da guida per l’integrazione dei BESS con l’energia solare, migliorando sia la sicurezza che l’efficienza.

I vantaggi offerti dai BESS sono piuttosto piacevoli. Sostenere la stabilità della rete, soddisfare i picchi di domanda (peak shaving), fornire un controllo della frequenza e ottimizzare l’uso delle energie rinnovabili sono solo alcuni di essi. Ad esempio, in una centrale solare, il BESS consente di utilizzare la generazione in eccesso durante il giorno per la notte, allineando così l’offerta di energia alla domanda. Ad esempio, un sistema progettato con una durata di 6000 cicli e una profondità di scarica (DoD) dell’80% può fornire prestazioni affidabili per 10 anni. Si tratta di una grande vittoria sia dal punto di vista economico che ambientale.

Brevemente, possiamo definire il DoD come segue.

In conclusione, i BESS sono una soluzione indispensabile per realizzare appieno il potenziale delle centrali solari. Questi sistemi stanno plasmando il futuro delle energie rinnovabili, aumentando al contempo l’affidabilità della rete.

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Integrazione di rete di DGES e BESS e normative in Turchia

I sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) nelle centrali solari svolgono un ruolo fondamentale per garantire la continuità energetica, aumentare la stabilità della rete e ottimizzare l’equilibrio tra domanda e offerta di energia. Tuttavia, l’integrazione dei BESS su scala di rete dipende da molti fattori tecnici, normativi e operativi. In Turchia, questo processo di integrazione si svolge nell’ambito delle specifiche tecniche e degli standard stabiliti da varie istituzioni, principalmente TEİAŞ e TEDAŞ.

Requisiti tecnici per l’integrazione dei BESS nella rete.

Per integrare con successo i BESS nella rete, è necessario soddisfare i seguenti requisiti tecnici:

Standard di connessione alla rete: Serie IEC 62933 e conformità ai criteri di connessione stabiliti da TEİAŞ in Turchia.
Regolazione della frequenza e della tensione: Il BESS deve avere la funzione di stabilizzare la frequenza della rete e di fornire una regolazione della tensione.
Funzionamento in modalità isola: Durante le interruzioni della rete, il BESS deve essere in grado di alimentare i carichi critici quando necessario, funzionando in isolamento.
Gestione della potenza reattiva: Il controllo della potenza attiva e reattiva deve essere effettuato per migliorare la qualità dell’energia.
SCADA e monitoraggio remoto: deve essere garantita la conformità agli standard di raccolta dati e monitoraggio remoto stabiliti da TEİAŞ.

Gli standard e le specifiche TEDAŞ e TEİAŞ relativi ai BESS in Turchia.

Il quadro normativo per i sistemi di accumulo di energia in Turchia si basa su specifiche tecniche e standard stabiliti da TEİAŞ e TEDAŞ:

Specifiche tecniche TEIAS:
- Sono stati determinati i criteri tecnici da soddisfare per la connessione dei BESS alla rete di trasmissione elettrica turca.
- Le tolleranze di tensione e frequenza, i limiti da rispettare per la sicurezza del sistema sono chiaramente definiti.
- Vengono specificati i requisiti di connessione alla rete e di funzionamento dei sistemi di accumulo di energia.
- MONITORAGGIO E CONTROLLO DEGLI IMPIANTI DI STOCCAGGIO DELL’ENERGIA ELETTRICA Sotto
- Può trovare il documento PDF pubblicato da TEİAŞ intitolato “PROCEDURE e PRINCIPI RELATIVI ALL’ISTRUZIONE”.

PRINCIPI E PROCEDURE PER IL MONITORAGGIO E IL CONTROLLO DEGLI IMPIANTI DI STOCCAGGIO DELL’ELETTRICITÀ-30122024 (PDF)Scaricare

Standard del sistema di distribuzione TEDAŞ:
- Viene definito il funzionamento del BESS a livelli di media e bassa tensione.
- L’integrazione delle smart grid e i suoi effetti sul sistema di distribuzione sono valutati.
- Qui di seguito trova il file intitolato CRITERI DI CONNESSIONE ALLA RETE E DI COMPATIBILITÀ DEGLI IMPIANTI DI STOCCAGGIO DI ENERGIA ELETTRICA, pubblicato da TEİAŞ.

CRITERI DI CONNESSIONE ALLA RETE E DI CONFORMITÀ DEGLI IMPIANTI DI STOCCAGGIO ELETTRICO-30122024 (PDF)Scaricare

Servizi di supporto alla rete: Regolazione della frequenza e gestione della potenza reattiva

BESS svolge funzioni critiche nell’ambito dei servizi di supporto alla rete:

Regolazione della frequenza: Fornisce meccanismi di risposta rapida che bilanciano la potenza attiva per mantenere la frequenza di rete al livello nominale.
Supporto alla potenza reattiva: Migliora la qualità dell’energia nella rete, contribuendo alla regolazione della tensione.
Bilanciamento del carico di picco: riduce il carico sulla rete fornendo energia nelle ore di maggiore richiesta di elettricità.
Funzionamento in modalità isola: Può soddisfare il fabbisogno energetico di una determinata regione in modo indipendente dalla rete.

Procedure di test delle unità di accumulo elettrico

Di seguito è possibile accedere al documento dettagliato sulle procedure di test dei sistemi di stoccaggio da utilizzare nei DGES.

CRITERI TECNICI E PROCEDURE DI PROVA PER L’UTILIZZO DI UNITÀ E STRUTTURE DI ACCUMULO ELETTRICO NEI SERVIZI AUSILIARI 30122024 (PDF)Scaricare

Licenze, incentivi e processi di investimento

I processi di investimento per i sistemi di accumulo di energia in Turchia sono supportati da processi di autorizzazione e meccanismi di incentivazione determinati dall’Autorità di regolamentazione del mercato energetico (EMRA):

Processo di licenza:
- La licenza preliminare e i processi di licenza concessi dall’EMRA per gli investimenti BESS sono stati determinati.
- Obblighi legali per i progetti BESS integrati nelle centrali elettriche.
Incentivi e supporti:
- Incentivi governativi per i sistemi di accumulo di energia integrati con le fonti di energia rinnovabili.
- Sostegno offerto da TEİAŞ per gli investimenti BESS nel mercato del bilanciamento.

Conclusione

L’integrazione nella rete dei BESS richiede un processo completo in termini di conformità agli standard tecnici, ai quadri normativi e ai meccanismi di mercato. Mentre gli standard stabiliti da TEDAŞ e TEİAŞ in Turchia assicurano la connessione sicura ed efficiente dei sistemi di accumulo di energia alla rete, le normative internazionali e le dinamiche di mercato modellano il futuro degli investimenti nell’accumulo di energia. Una pianificazione adeguata, la selezione della tecnologia e la conformità ai requisiti normativi rafforzeranno il ruolo dei BESS nei mercati energetici.

Può contattarci all’indirizzo [email protected] per le sue esigenze di ingegneria relative alle centrali elettriche GES con accumulo (DGES) che intende costruire.

DGES, BESS e integrazione di rete

Mentre le centrali solari stanno rivoluzionando la generazione di energia rinnovabile, l’integrazione perfetta e accurata nella rete sta diventando un elemento critico per realizzare pienamente questo potenziale. I sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) compensano la natura intermittente dell’energia solare, garantendo la stabilità della rete e aumentando la penetrazione delle energie rinnovabili. Norme come la IEC TS 62933-5-1 definiscono i requisiti tecnici di questa integrazione, mentre la Specifica Tecnica guida le implementazioni concrete. In questo articolo, analizzeremo come i BESS vengono integrati nella rete, il loro impatto sulla stabilità e gli scenari pratici.

Stabilità della rete e BESS

Controllo della frequenza e della tensione

La stabilità della rete richiede che la frequenza e la tensione siano mantenute entro certi limiti, ma le fonti variabili come l’energia solare possono sfidare questo equilibrio. Gli SPP con accumulo (SPP), la cui costruzione inizierà a breve, risolvono questo problema grazie al loro rapido tempo di risposta. Secondo la norma IEC TS 62933-5-1, il Sistema di Conversione di Potenza (PCS) deve fornire la regolazione della frequenza rispondendo alle richieste della rete entro 200 millisecondi. In questi casi, i PCS commutano la rete iniettando o assorbendo energia durante le variazioni improvvise del carico. Questo offre un vantaggio critico, soprattutto nelle regioni con un’alta percentuale di energia rinnovabile e dove la stabilizzazione della rete è impegnativa.

Conformità ai codici di rete

Requisiti tecnici e standard

Affinché i BESS lavorino in armonia con la rete, la conformità ai codici di rete locali e internazionali è essenziale. La norma IEC TS 62933-5-1 standardizza requisiti come il ride-through a bassa tensione e il supporto della potenza reattiva. Secondo le specifiche tecniche preparate da Solarian, i test di connessione alla rete del PCS devono essere completati e il sistema deve essere in grado di funzionare senza disconnessioni durante cali di tensione improvvisi. Ad esempio, un BESS con una velocità di carica/scarica di 1C deve essere in grado di offrire sia affidabilità che flessibilità, adattandosi istantaneamente alle richieste dell’operatore di rete.

In questo processo, i criteri di connessione e conformità per gli SPP con lo stoccaggio offerto da TEİAŞ sono i seguenti.

CRITERI DI CONNESSIONE ALLA RETE E DI CONFORMITÀ DEGLI IMPIANTI DI ACCUMULO ELETTRICO-30122024 (PDF)Scaricare

Microgrid e modalità isola

Sistemi energetici indipendenti

I BESS non solo supportano la rete principale, ma si verificano anche nelle applicazioni in modalità microgrid e isola. La combinazione di centrale solare + BESS può diventare una fonte di energia indipendente durante le interruzioni della rete. Ciò può consentire a una centrale solare di essere autosufficiente di notte o in situazioni di emergenza. I test di sicurezza elettrica della norma IEC TS 62933-5-1 assicurano che tali sistemi rimangano stabili anche quando funzionano fuori rete. Quando i requisiti indicati nelle specifiche tecniche preparate da Solarian sono soddisfatti, viene progettata e costruita una centrale solare ad accumulo di lunga durata e dal funzionamento regolare.

Scenari di applicazione pratica

Esempio del mondo reale

L’impatto dei BESS sull’integrazione della rete diventa più chiaro con esempi pratici. Supponiamo che una centrale solare da 10 MW generi energia in eccesso durante il giorno; il BESS immagazzina questa energia e la trasferisce alla rete la sera, quando la domanda aumenta. Inoltre, supporta l’operatore di rete intervenendo in pochi secondi in caso di cali di frequenza (ad esempio, da 50 Hz a 49,8 Hz). Secondo le specifiche tecniche preparate da Solarian, con una durata di 6000 cicli e una profondità di scarica (DoD) dell’80%, un sistema DGES svolge un ruolo nei servizi di rete per 10 anni.

Futuro e conclusioni

I BESS e, successivamente, le centrali solari con accumulo (SHPP) contribuiscono al futuro delle energie rinnovabili, rendendo le centrali solari compatibili con la rete. La stabilità della rete, la flessibilità e la capacità di operare in modo indipendente aumentano il valore di questi sistemi. Risorse come IEC TS 62933-5-1 e la Specifica Tecnica DGES di Solarian forniscono la base tecnica per l’integrazione.

Per informazioni più dettagliate sulle normative in Turchia, può leggere il nostro articolo su Integrazione di rete e normative BESS in Turchia.

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Nozioni di base sui sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) nelle centrali solari.

Sebbene l’energia solare sia una fonte di energia illimitata e pulita, ha una struttura naturalmente intermittente. Mentre la produzione di energia diminuisce di notte o in caso di tempo nuvoloso, nelle giornate di sole può essere prodotta più energia del necessario. Questa situazione rende obbligatorio l’uso di sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) per regolare le fluttuazioni della fornitura di energia e garantire la continuità energetica.

Il BESS è un sistema complesso composto da più componenti. I componenti principali sono:

Celle della batteria: Le batterie LFP (Lithium Iron Phosphate) sono ampiamente utilizzate nei sistemi di energia solare grazie alla loro lunga durata, alla struttura sicura e alla stabilità termica. Secondo le specifiche tecniche, le batterie LFP sono preferite nei sistemi con una capacità di 10 MW/14 MWh.
Sistema di conversione di potenza (PCS): Fornendo la conversione DC-AC, assicura che l’energia immagazzinata nelle batterie sia resa adatta alla rete.
Sistema di gestione della batteria (BMS): Controlla i processi di carica/scarica per un funzionamento sano ed efficiente delle batterie e previene la sovraccarica o la scarica.
Sistema di gestione dell’energia (EMS): Ottimizza il flusso energetico integrando l’impianto solare con il BESS.

Introduzione agli standard IEC

La progettazione, la sicurezza e le prestazioni dei sistemi di accumulo di energia devono essere determinate in base agli standard IEC. I principali standard pertinenti sono:

IEC 62933-1: definisce la terminologia per i sistemi di accumulo di energia a batteria.
IEC 62933-2-1: descrive i parametri dell’unità e i metodi di test. Queste norme garantiscono il mantenimento degli standard di qualità e sicurezza nella progettazione e nell’implementazione dei BESS.

Integrazione dei BESS con l’energia solare

Il BESS svolge i seguenti compiti critici nelle centrali solari:

Stabilità della rete: Compensa le improvvise fluttuazioni di potenza e stabilizza la frequenza della rete.
Limitazione dei picchi: aiuta a ridurre i prezzi dell’elettricità sostenendo la rete durante le ore di picco del consumo.
Controllo della frequenza: Il BESS stabilizza le fluttuazioni di frequenza, garantendo una fornitura di energia stabile.
Efficienza di utilizzo delle energie rinnovabili: L’energia immagazzinata può essere utilizzata quando la domanda aumenta, consentendo un utilizzo più efficiente delle risorse energetiche rinnovabili.

Conclusione

I sistemi di accumulo di energia a batteria negli impianti solari sono tecnologie critiche che garantiscono la continuità energetica e la stabilità della rete. Con l’uso di batterie LFP, la conformità agli standard IEC e la gestione dell’energia, i BESS aumentano l’efficienza degli impianti solari e supportano il raggiungimento degli obiettivi di energia sostenibile.

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