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I sistemi di accumulo nelle reti elettriche di bassa tensione:

tecnologie e applicazioni

Ing. Biagio Di Pietra

Workshop: Batterie e Sistemi di Accumulo 8 Novembre 2016 - Rimini Fiera

ARGOMENTI

CONTESTO REGOLATORIO DI RIFERIMENTO

TECNOLOGIE IMPIEGATE PER I SISTEMI DI ACCUMULO NELLE RETI ELETTRICHE (CENNI)

SCHEMI DI CONNESSIONE PREVISTI DALLA NORMATIVA TECNICA SERVIZI OFFERTI ALLA RETE E ALLUTENTE FINALE

SISTEMA DI ACCUMULO SPERIMENTALE INSTALATO PRESSO ENEA C.R CASACCIA

L ACCUMULO NEI SISTEMI IBRIDI TERMICI - ELETTRICI

Introduzione

Fonte. corriere.it

Un recente report di IHS (Centro Ricerche Americano), prevede una rapida crescita delle batterie connesse alla rete (mondiale), dai 300 MW del 2012 ai 6 GW nel 2017, per arrivare nel 2020 a 40 GW di potenza totale installata nel mondo,

Applicazione principale dei sistemi di accumulo nei contesti isolati o critici (anni 90)

Levoluzione della generazione distribuita e delle fonti rinnovabili non programmabili (FRNP) ha portato laccumulo da componente presenti nei sistemi isolati a componente fondamentale nella gestione delle nuove Smart Grid

Evoluzione della generazione distribuita in Italia

AEEGSi: Delibera 574/2014/R/EEL

Nella Delibera 574/2014/R/EEL vengono riportati gli orientamenti dell'Autorit per definire, in sede di prima applicazione, le modalit di accesso e di utilizzo della rete pubblica nel caso di sistemi di accumulo (elettrochimico).

Prima del presente provvedimento gli unici sistemi di accumulo richiamati nella regolazione vigente erano gli impianti di pompaggio e due progetti pilota per sistemi di accumulo elettrochimico nelle reti AT (288/2012/R/eel):

Prime disposizioni relative allintegrazione dei sistemi di accumulo di energia elettrica nel sistema elettrico nazionale

Due progetti power intensive da 16 MW complessivi per Piano di Difesa di terna 2012 Sei progetti energy intensive da 35 MW complessivi per Piano Difesa di Terna 2011

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le disposizioni per la connessione alla rete dei sistemi di accumulo (regole tecniche); le condizioni per lerogazione del servizio di trasmissione e distribuzione e

dispacciamento in presenza dei sistemi di accumulo; le disposizioni inerenti lerogazione del servizio di misura in presenza di sistemi di

accumulo; le condizioni per lutilizzo dei predetti sistemi di accumulo per la corretta erogazione

di strumenti incentivanti o dei regimi commerciali speciali (ritiro dedicato e scambio sul posto).

In particolare con riferimento alla prima variante della Norma CEI 0-16 e alla variante 2 della CEI 0-21 (bassa tensione) vengono definiti:

AEEGSi: Delibera 574/2014/R/EEL

PRINCIPALI DISPOSIZIONI

Con successivo provvedimento, a seguito dellaggiornamento, da parte del CEI, della Norma CEI 0-16 (di seguito: Variante 1) e della Norma CEI 0-21 (di seguito: Variante 2) Completa il quadro regolatorio definendo anche i servizi di rete che devono essere prestati dai sistemi di accumulo e puntualizza la definizione di sistemi di accumulo, specificando che i sistemi di accumulo per i quali trova applicazione la regolazione dell'Autorit (e che quindi sono trattati come gruppi di produzione) sono anche i sistemi in grado di alterare i profili di scambio (prelievo e immissione) con la rete elettrica.

Delibera AEEGSi 642/2014/R/eel Servizi di rete e Definizione sistema di accumulo

Escludendo i sistemi di emergenza (UPS) che entrano in funzione solo in corrispondenza dell'interruzione dell'alimentazione dalla rete elettrica per cause indipendenti dalla volont del soggetto che ne ha la disponibilit

Delibera AEEGSi 642/2014/R/eel Obblighi e certificazioni sistemi di accumulo

I requisiti tecnici (CEI 0-16 e CEI 0-21 V2), devono essere obbligatoriamente rispettati da tutti i sistemi di accumulo per i quali viene presentata richiesta di connessione dal 21 novembre 2014 (data di entrata in vigore della deliberazione 574/2014/R/eel); Per le connessioni dei sistemi di accumulo nelle reti di bassa tensione, nellattesa delle disposizioni della nuova CEI 021, il richiedente tenuto ad allegare al regolamento di esercizio anche una dichiarazione sostitutiva di atto di notoriet dal costruttore del sistema di accumulo, attestante che il medesimo sistema conforme a quanto previsto dalla Variante 1 alla seconda edizione della Norma CEI 0-21 nella versione consolidata

Le modalit di prova per le certificazioni sono adesso riportate dalla della CEI 0-21 di Luglio 2016

I ritardi nellattivazione delle funzioni P(f) e Q(V) per i sistemi di accumulo previste dalla Variante alla Norma CEI 0-16 e dalla Variante alla Norma CEI 0-21 sono obbligatorie per gli impianti di produzione per i quali viene presentata richiesta di connessione dall1 settembre 2016;

Nel caso di impianti fotovoltaici fino a 20 kW in scambio sul posto che accedono agli incentivi di cui ai decreti interministeriali 28 luglio 2005 e 6 febbraio 2006 linstallazione di sistemi di accumulo non operativamente compatibile con lerogazione degli incentivi di cui ai medesimi decreti interministeriali. Nel caso di impianti di produzione che accedono alle tariffe onnicomprensive, ai fini della corretta erogazione dei predetti incentivi, la misura dellenergia elettrica assorbita e rilasciata dai sistemi di accumulo, sempre necessaria Ai fini dellammissibilit agli strumenti incentivanti si considera esclusivamente la potenza della parte dellimpianto di produzione di energia elettrica al netto dei sistemi di accumulo, anche nei casi in cui tale sistemi siano parte integrante della medesima unit di produzione

Delibera 574/2014/R/eel : art.6 - Condizioni per lutilizzo di sistemi di accumulo in presenza di impianti incentivati

E previsto il collegamento di SdA (sistemi di accumulo) con impianti FV incentivati secondo le regole pubblicate dal GSE

Requisiti tecnici dei sistemi di accumulo schemi di connessione alla rete dei sistemi di accumulo, Schemi di inserzione dei sistemi di misura e di protezione, i servizi di rete che i sistemi di accumulo, dal punto di vista tecnico, devono

rendere disponibili le capability del sistema di accumulo, definendo i requisiti minimi che il

sistema di accumulo dovrebbe avere per erogare i servizi di rete le prove necessarie da applicarsi per comprovare la rispondenza dei SdA ai

requisiti della normativa;

NORMATIVA TECNICA DI RIFERIMENTO

CEI 0- 16: Regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti AT ed MT delle imprese distributrici di energia elettrica (ultima versione V2 Luglio 2016) CEI 0-21: Regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti BT delle imprese distributrici di energia elettrica (ultima versione Luglio 2016 in vigore da Agosto 2016)

allo stato attuale le prescrizioni si si applicano solo a SdA di tipo elettrochimico

Norma CEI 0-21 principali componenti del sistema di accumulo

batterie

sistemi di conversione mono o bidirezionale dellenergia

i sistemi di controllo e gestione dello stato di carica dei singoli moduli (Battery Management System, BMS).

organi di protezione, manovra, interruzione e sezionamento in corrente continua e alternata

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Accumulatori elettrochimici cenni

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La capacit C di una batteria (Ah) prodotto tra la corrente di scarica (A) e il tempo (h) trascorso fino al raggiungimento della tensione finale di scarica - dipende da temperatura, tensione e dalla corrente di scarica - diminuisce allaumentare del valore della corrente di scarica. La capacit nominale corrisponde ad un particolare regime di scarica Es. Capacit nominale da 100 Ah a 20 ore - Corrente di scarica a C/20 (0,05C) : 5 A corrente di scarica a C/10 (0.1C) = 10 A

Capacit batteria al piombo gel

Parametri energetici caratteristici dei sistemi di accumulo elettrochimico

Parametri energetici caratteristici dei sistemi di accumulo elettrochimico

Lenergia, espressa in Wh, che il sistema fornisce durante la scarica, partendo da una condizione di piena carica fino alla scarica completa; data dal prodotto della capacit per la tensione dellaccumulatore. (dipende dal regime di lavoro). energia specifica, espressa in Wh/kg, rapporto tra lenergia estraibile durante la scarica (per data potenza) ad e il peso dellaccumulatore (dipende dal regime di lavoro). rendimento energetico : rapporto tra lenergia estratta dal sistema di accumulo durante una scarica e quella spesa per riportare il sistema nello stato di carica iniziale. (funzione dei regimi di funzionamento e corrente di scarica) tempo di vita: numero di cicli di scarica (fino ad una prefissata percentuale del DOD) e carica completa che una batteria in grado di completare prima che le sue prestazioni scendano sotto un limite minimo (tipicamente prima che la sua capacit si riduca del 20%) in molti casi legato con legge logaritmica alla profondit di scarica DOD

Batterie Piombo Acido la tecnologia tra le pi diffuse al mondo, con 130 GWh di capacit installata, basso costo larga disponibilit, tecnologia matura Bassa manutenzione Tecnologia VLA: Vented Lead Acid, accumulatori aperto Energia specifica : da 5 e 25 Wh/kg La tecnologia VRLA (Valve Regulated Lead Acid) ermetici GEL o AGM (Absorbent Glass Mat) presenta un maggiore rendimento, maggiore DOD (applicazioni in impianti FV) Energia specifica: 20 e 45 Wh/kg Autoscarica : 2-3 % al mese Corrente di scarica standard: 0,1 C