Un scistema avansou d’immagazzinamento d’energia (AES) o l’é, into seu cheu, unna batteria ch’a l’à reçevuo un çervello. Sto chì o l'é probabilmente o mòddo ciù façile pe dîlo. Ti piggi unna batteria-pe commun à litio-ion inte sti giorni, sciben che no delongo-e ti l'abbina con un intelligentescistema de gestion de l'energiache sa quande carricâ, quande descaricâ, e comme fâ tutti doî sensa perde de potensa ò de dinæ. A parte "avansâ" a no l'à da fâ co-a mæxima batteria ch'a segge quarche tecnologia avvegniristica. Se parla de l’intelligensa ch’a gh’é inguggeita.
A ciù parte da gente a l’incontra sto termine quande a l’ammia à de applicaçioin commerciale ò industriale. Pensa a-i çentri commersæ, a-i stabilimenti de produçion, a-i çentri de dæti. I pòsti donde e fattue de l'elettriçitæ peuan ëse stramesuæ e donde e speise da domanda-quelle speise basæ in sciô vòstro mascimo deuvio-peuan formâ da-o 30 a-o 70 via çento do vòstro costo totale de l'utilitæ. Quello o no l'é un errô de scrittua. Çerte struttue pagan ciù pe-o seu ciù erto ponto de potensa de 15 menuti che pe tutta l'elettriçitæ che deuvian effettivamente.
Perché a sciätâ pe-a barba de çimma?
Ecco donde AES o se guägna pe in davei o seu keep. O conçetto o se ciamma barba de çimma, e o l'é elegantemente sencio unna vòtta ch'o l'é capio.
Figua ti unna fabrica ch'a fonçioña de mainea assæ ferma tutto o giorno. Dapeu, a-e 14:00, o condiçionamento d'äia o l'intrâ in marcia erta, træ linie de produçion se montan a-o mæximo tempo, e e machine da caffè pe-a stansia de pausa vëgnan martezzæ. Pe fòscia vinti menuti, o pòsto o l'é apreuvo à tiâ a potensa comme se no gh'ea doman. Quello picco-quello picco curto e caistioso-o l'é quello che l'utilitæ a deuvia pe carcolâ e speise de domanda pe tutto o mê.
Un AES o s'assetta lì, o l'ammia. Quande o descrovî che a domanda a l'é apreuvo à montâ ciù in là d'un livello predeterminou, o comensa tranquillamente à alimentâ l'energia inmaganizzâ into scistema elettrico de l'edifiçio. A grixella a vedde un disegno ciatto e fermo. A spicca a se "rasa". L'infrastruttua a risparmia miggiæa. Nisciun de drento o notta manco quarcösa ch'o l'é avvegnuo.
O software ch’o l’exegue sti scistemi o l’é vegnuo ben ben sofisticou. I contròlloî AES moderni deuvian di algoritmi predittivi-de vòtte l'imprendimento automatico reale-pe antiçipâ i picchi de domanda primma che avvëgnan. Imprendan i modelli de l'edifiçio. Saian che o martedî dòppomeizzogiorno o l'é ciù pesante che o venardì. Rendan conto de previxoin do tempo. Çerti scistemi sostëgnan de redue a domanda de çimma do 30% ò de ciù, sciben che o vòstro chilòmetro o cangia à segonda do vòstro profî de carregamento.
A connescion de carrega spedia DC
L'é chì che e cöse vëgnan particolarmente interessante pe chi se segge into commercio de infrastruttue EV.
I carregatoî spedii DC son de bestie con famme de potensa-. Un scingolo carregatô de 350 kW, ch'o fonçioña à piña inclinaçion, o peu stressâ l'infrastruttua da ræ do pòsto inte de mainee che un edifiçio piccin de scagni o no faieiva mai. Mette dexe de quelli inte unna staçion de carregamento de l'autostradda e ti l'ammi a domanda potençiâ ch'a rivale con unna picciña struttua industriâ. A grixella de spesso a no l'é pronta pe quello, sorvetutto inte localitæ suburbañe ò semi-contadiñe donde l'infrastruttua existente a l'ea dimenscionâ pe-e staçioin de benziña e i restoranti, no pe-e carreghe elettriche in sce scâ de megawatt.
E installaçioin AES inti sciti de carregamento an unna finalitæ doggia. Ammortizzan l'impatto da grixella-asccianâ quelle violente oscillaçioin da domanda quande ciù veicoli se connettan a-o mæximo tempo-e reduxan e speise da domanda che sedonca rendeivan a carrega spedia finançiariamente inviâbile. Çerti operatoî segnallan de reduçioin di costi operativi do 70% ò de ciù dòppo l'azzonta de l'immagazzinamento de battëie. Sta chì a l'é a differensa tra unna staçion de carregamento ch'a fa di guägni e quella ch'a fa sciortî di dinæ.
Gh'é ascì a costion prattica di tempi d'installaçion. Pe ottegnî unna connescion adeguâ à ræ pe un scito de carregamento à erta-potensa ghe peu voeighe di anni. Anni!Immagazzinamento da batteriapermette a-i operatoî d'arvî i sciti ciù a-a spedia, con deuviâ l'infrastruttua elettrica ch'a l'existe che sedonca a no saieiva assæ.
Chimica de battëie: i sospettoxi sòliti
O litio-o domina o mercou AES e o no l'é particolarmente vexin. A tecnologia a l'à piggiou in prestito a seu credibilitæ da l'elettrònica de consummo e da-i veicoli elettrichi, donde a s'é demostrâ inte de dëxeñe d'anni. Erta denscitæ d'energia. Duâ de çiclo longa-çerti scistemi promettan 20 anni de serviçio utile. I tempi de respòsta spedia mesuæ in millisecondi, no in segondi.
Ma o litio-ion o no l’é sensa bagaggi.
A fuga termica a l'arresta unna preoccupaçion genuiña. Quande e çellole de ioin de litio se rescädan de ciù, ch’o segge pe di difetti de produçion, danni fixichi ò abuxi, peuan intrâ inte unna reaçion autosostegnua ch’a l’é diffiçile da fermâ. O feugo da struttua de Moss Landing in Califòrnia o l'à fæto di titoli de giornâ a-o prinçipio do 2025, quande unna serie de battëie de 300 MW a s'é essençialimente autodestruta e a l'à obrigou l'evacuaçion de pöco assæ 1.500 rescidenti da-a vexin. Sti avvegnimenti son ræi, ma no son ræi assæ pe quarchedun ëse complaçente.
A chimica do fosfato de færo de litio (LFP) a l’é emersa comme l’alternativa ciù segua drento da famiggia di ioin de litio. I ligammi d’òscido fosfato de færo en strutturalmente ciù stabili che i ligammi d’òscido de cobalto inte çellole tradiçionale d’òscido de litio. Durante unna sorvecarrega ò un stress fixico, e çellole LFP mantëgnan a seu struttua donde de atre chimiche porrieivan comensâ à relasciâ do cado inte unna reaçion à cadeña. A temperatua termica de fuga pe LFP a l’é de 270 graddi pöcassæ, à peto de 210 graddi pöcassæ pe-e battëie à nichel manganese cobalto (NMC). Quella differensa a l'à da fâ.
Ma gh’é unna riga che no se ne parla assæ: de reçerche fæte de no guæi suggeriscian che e battëie LFP produxan de fæto ciù gas che piggian feugo che e battëie NMC quande se verifica unna fuga termica. O gas o s’açende à de conçentraçioin ciù basse. Donca, ascì che o LFP o l'à ciù pöche probabilitæ d'intrâ inte unna fuga termica into primmo leugo, s'o l'é coscì, e conseguense porrieivan no ëse coscì boñe comme suggeriscian i materiali de marketing. L'é complicou.
Battëie à flusso: o zeugo longo
E battëie à flusso redox de vanadio occupan un niccio stranio ch'o l'é ò l'avvegnî de l'archiviaçion in sciâ grixella ò un perpetuo ascì-ran, à segonda de chi ti domandi.
A tecnologia a l'immagazziña l'energia inte di elettroliti liquidi contegnui inte di serbatoî de feua. Vuoi ciù capaçitæ? Basta azzonze di serbatoî ciù gròsci. I componenti de potensa e energia en do tutto decoppiæ, cösa ch’a l’é elegante da-o ponto de vista de l’inzegneria. L’elettrolito o no degradda a mainea che i elettrodi à ioin de litio e battëie à flusso de vanadio peuan çiclâ in teoria à un mòddo indefinio. Çerti produttoî sostëgnan che gh’é di çicli de descharge profondo de 20,000+ sensa unna scentâ de capaçitæ scignificativa. L'elettrolito o peu fiña ëse deuviou torna inte un neuvo scistema dòppo 25 anni de serviçio.
A ciù grande batteria à portâ de vanadio do mondo-175 MW con 700 MWh de immagazzinamento-a l'é vegnua in linia à Ushi, Ciña, a-a fin do 2024. Quattro oe de duâ de descharge. Capaçitæ de formaçion de grixella-. A meña d'installaçion ch'a rende un pittin nervoxi i sostegnitoî di ioin de litio.
Alò perché no î deuvian tutti?
A denscitæ d'energia a l'é l'assascin. E battëie à flusso son ingombrante. An de beseugno de unn'immobiliâ sostançiâ pe quelle serbatoie d'elettroliti. Pe-e applicaçioin mòbile ò e installaçioin urbañe limitæ da-o spaçio, son essençialimente un starter no. O costo de capitale à l'incomenso o l'é ciù erto che o litio, sciben che i sostegnitoî sostëgnan che o costo totale da propietæ pe 25 anni o l'avvantaggia o vanadio. E-sta chì a l'é a parte scomoda-squæxi tutte e desccegaçioin in sce larga scâ-se verifican in Ciña. I produttoî do Ponente existan, ma no son in competiçion in sciâ mæxima scâ. Ancon no.
O çervello derê a-a batteria
A scistema de gestion de battëie(BMS) o l'é quello ch'o separa un asset de inmazaghinamento d'energia controllou da un potençiale pascivo. O monitora a tenscion, a corrente e a temperatua pe ògni çellola do pacchetto-de vòtte de pe lê, de vòtte inte di gruppi diti mòdoli. O stimma o stato de carrega (quante piña a l'é a batteria?) e o stato de sanitæ (quante capaçitæ a s'é degraddâ into tempo?). O prevëgne a sorvecarrega e a sorvescarrega. O l’à da fâ con l’equilibrio de çellole, cösa ch’a l’é ciù importante de quello che a ciù parte da gente a se rende conto.
Co-o tempo, e çellole de tutte e battëie se destaccan. Çerte çellole invegian ciù a-a spedia che de atre. Çertidun an de rescistense interne un pittin despæge da-a fabrica. Sensa intervento, e çellole ciù debole limitan a capaçitæ utilizzabile do pacchetto intrego. I scistemi d’equilibrio attivi redistribuiscian a carrega tra e çellole. I scistemi d’equilibrio pascivo sciorban a carrega in eccesso da-e çellole ciù fòrte fin à quande tutto o no s’equilibra. Nisciuña de doe metodologie a l’é perfetta. Tutti doî son megio che ninte.
A gestion termica a l'é l'atra fonçion critica do BMS. E battëie à iòni de litio odean i estremi. Tròppo freido, e a chimica a rallenta à un sciortî; in caxi gravi, a carrega de çellole freide a peu provocâ di danni permanenti. Tròppo cado, e ti acceleri a degraddaçion-ò pezo. O BMS o s'interfaccia co-i scistemi de refreidamento (äia ò liquido), rescädatoî, e o ciù grande scistema de gestion de l'edifiçio pe mantegnî e tempiatue drento di barcoin de fonçionamento segui.
Quello che AES o no fa
Va ben ëse ciæi in scê limitaçioin.
I scistemi avansæ de inmazaghinamento d'energia no aumentian l'ammontâ do vòstro incentivo inti ciù tanti programmi de reduçion. Son di costi idonei-che peuan ëse compreixi into vòstro budget de progetto-ma o carcolo de l'incentivo pe commun o no l'impòrta se gh'é stæto azzonto spaçio de archiviaçion ò no. O caxo finançiäio pe AES o l'à da stâ da solo: reduçion da speisa da domanda, tempo-de -arbitraggio d'uso, varsciua de potensa de backup, fòscia parteçipaçion a-i mercoei di serviçi de ræ se ti l'é sofisticou assæ pe zugâ à quello zeugo.
AES o no correziâ ascì i problemi d'infrastruttua de sotta. Se o vòstro serviçio elettrico o l'é pe in davei inadeguou, e battëie peuan accattâve do tempo-ma no son unna sostituçion permanente pe-i giusti aggiornamenti de l'utilitæ. Lisciavan e çimme; no crean capaçitæ da-o ninte.
E nisciun scistema de battëie o l'é sensa manutençion, ascì co-o sostegnî çerti marketing. Ispeçioin annuæ. Aggiornamenti periòdichi do firmware. Eventuale sostituçion da fin-de-vitta. O peiso O&M o l'é ciù leggio che i generatoî diesel, de seguo, ma o no l'é zero.
Quarche pensceo errante
O mercou di AES o se mescia assæ a-a spedia che quæ se segge cösa scrita ancheu a peu ëse dæta inte doî anni. E battëie à iòni de sòdio s’infiltran inta conversaçion comme unn’alternativa a-o litio ch’a no depende da-o cobalto ò, va ben, da-o litio. E battëie à stato sòlido promettan unna denscitæ d’energia ciù erta e un reisego de feugo ciù basso, sciben che e desfie de produçion ê an tegnue delongo «à quarche anno lontan» da-a commercializzaçion. E battëie à äia de færo offrivan un potençiale tentativo pe unn’immagazzinamento de duâ ultra-longa- à un costo ciù basso de ròcca-se peuan organizzâ a duâ do çiclo.
Pe-o momento, però, se quarchedun o se domanda quæ o l'é un scistema avansou de inmazaghinamento d'energia, a respòsta onesta a l'é: unna batteria intelligente. Pe-o sòlito o litio. De vòtte basou in sciô flusso-. Delongo connesso à di software che çercan d'ottimizzâ quande carricâ, quande descaricâ e comme fâ fonçionâ l'economia. A tecnologia a no l'é magica-a l'é solo che elettriçitæ, chimica e ben ben di carcoli-ma pe-e giuste applicaçioin, a peu ëse comme quella.