GD: tecnologie disponibili per l’accumulo di energia

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di Dario Rossi

In una MicroGrid, è di fondamentale importanza immagazzinare l’energia mediante un sistema di accumulo. Durante eventuali di picchi di carico, infatti, la MicroGrid potrebbe non essere in grado di rispondere alle variazioni di carico senza un’immediata disponibilità di energia.

I sistemi di accumulo diventano poi addirittura indispensabili in tutti quei casi che vedono impiegate massicce quantità di produzione da fonti rinnovabili.

Uno dei maggiori ostacoli alla diffusione delle fonti energetiche rinnovabili è, infatti, costituito dal fatto che spesso sono fonti discontinue, soprattutto per quanto riguarda il solare, l’eolico ed, in qualche misura, il mini ed il micro idroelettrico.

Per poter utilizzare appieno queste fonti primarie è necessario adottare dei sistemi di accumulo che abbiano un ciclo di carica-scarica con il rendimento energetico netto più elevato possibile. In tal senso, si consideri che l'accumulo di energia è interessante quando l'energia recuperata utile netta, detratta quindi anche dell'energia spesa per il funzionamento degli ausiliari (pompe, scambiatori, controlli, ecc), è maggiore del 70% dell'energia in entrata.

Nelle reti di potenza classiche, il più semplice sistema di accumulo dell’energia è legato all’inerzia dei generatori: quando si ha un incremento di carico in rete, il deficit iniziale di potenze è soddisfatto dall’inerzia del sistema, a discapito di una piccola riduzione della frequenza di rete. Nel caso di una MicroGrid, per mantenere tensione e frequenza all'interno dei limiti, è invece necessario poter disporre di forme di energia aventi una rapida risposta. Per questo motivo vengono principalmente utilizzati dei sistemi come batterie, volani e supercapacitori.

Le batterie sono le apparecchiature più tradizionali per l’accumulo di energia. In questo caso, dato che l’energia è sotto forma di corrente continua, è necessaria l’interfaccia con inverter. Il volano, invece, accumula energia ad alta velocità (fino a 100.000 rpm) ruotando accoppiato al motore/generatore.

La rotazione avviene ad una velocità elevata dal momento che l’energia accumulata è proporzionale proprio al quadrato della velocità. I supercapacitori, infine, sono capacitori elettrolitici ad elevata capacità che immagazzinano energia sotto forma di carica elettrostatica. Tali componenti presentano una notevole velocità di scarica: per questo motivo essi possono essere utilizzati per le rapide variazioni di carico nelle MicroGrid.

In Tabella seguente viene riportato un confronto tra diverse caratteristiche dei principali accumulatori di energia.

Nella tabella di seguito vengono invece confrontate alcune caratteristiche tipiche delle batterie e dei volani.

Commenti

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