1. Impiego efficiente
dei sistemi di storage elettrico

2. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

3. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

4. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

5. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

6. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

7. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
• Soluzioni maggiormente in uso: piombo
e litio
• Hanno scariche decine di minuti su
potenze fino 100 kW
• Sono oggi i materiali più diffusi e su cui
si sta facendo più ricerca
Tipologie di accumulo: tipologie elettrochimiche principali
Energia specifica
ponderale
(Wh/kg)
Energia specifica
volumetrica
(Wh/L)
Piombo 10-50 50-100
Nichel cadmio 30-60 120-150
Nichel metal idrato 50-80 180-220
Litio 100-200 250-350

8. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tipologie di accumulo: soluzioni al piombo
Tecnologie AGM/GEL garantiscono
• Sicurezza(utilizzano sistemi
antideflagranti)
• Durata nel tempo fino a 10 anni
• Costi contenuti
Durata
vita
Sviluppo
gas
Perdita
acido
Flessibilità
installazione
Insensibilità
tensione
scarica
Manute
nzione
Prezzo
Accumuli
tradizionali
+++ +++ +++ + +++ +++ +++
Accumuli
Gel
++ + + ++ + + ++
Accumuli
AGM
++ + + ++ ++ + +
Tradizionale
(elettrolita
liquido libero)
AGM
(elettrolita
assorbito)
GEL
(elettrolita
gelificato)
Accumulatori regolati
da valvola

9. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tipologie di accumulo: soluzioni ad ioni di litio
Tecnologie Litio
• Litio diossido cobalto (LCO)
• Litio Manganese (LMO)
• Litio Fosfato (LFP)
• Litio Nichel Manganese Cobalto(NMC)
LCO LMO LFP NMC
Potenza(W/kg) 60 65 70 80
Energia(Wh/kg) 150-190 100-135 90-120 140-180
Cicli vita 2500-3000 2800-3500 4000 6000
Vita attesa 10 anni 10 anni 15 anni 15 anni
Livello sviluppo matura matura crescita crescita
Sicurezza cella bassa bassa media media

10. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
• Capacità piombo viene misurata in
10 ore
• Litio: riesce ad esprimere la sua
capacità in tempi brevissimi (1ora)
• Temperature inferiori a temperatura
ambiente rallentano reazioni chimiche
• Litio è meno influenzato in un range
da 0 a 40 °C
Tipologie accumulo: curve caratteristiche piombo-litio
Piombo
Litio
Piombo
Litio

11. • Temperature elevate riducono la vita
della batteria
• Litio è sensibile alle alte temperature
molto più del piombo
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tipologie di accumulo: curve caratteristiche piombo-litio
• Lo stoccaggio deve essere svolto con
cura per evitare scarica
• Oltre i 6 mesi di tempo al batteria deve
essere ricaricata
Piombo
Litio
Temperatura( °C)

12. • Batterie Gel hanno durata maggiore delle
batterie AGM
• Scarica massima accettata nel piombo: 50 %
• Sovradimensionare la batteria permette un
minor sfruttamento e di farla durare più a lungo
• Litio ha elevate durate anche a scariche
profonde
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Influenza della scarica nella vita della batteria
Tipologie di accumulo : curve caratteristiche piombo litio
Piombo AGM
Piombo GEL
Litio
Percentuale di scarica(DOD)
Ciclidivitaattesi

13. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tipologie di accumuli: andamento costi
Costo complessivo confronto litio/piombo e confronto a ciclo
• Batterie al piombo hanno costi di
ingresso decisamente inferiori rispetto al
litio
• Costo a singolo ciclo è simile viste le alte
prestazioni del litio
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
Piombo AGM Piombo gel Litio
Andamento costi €/kWh ciclo(DOD 50 %)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Piombo AGM Piombo gel Litio
Costo in €/kWh differenti tecnologie
€/kWh€/kWhciclo

14. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tipologie di accumuli : evoluzione costi al 2025
• Soluzione al litio : calo prezzi
significativo circa 50 % negli ultimi 3
anni
• Ulteriori prospettive di decrescita in
affiancamento al mondo automotive
e dell’elettronica di consumo
€/kWh
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
2009 2013 2015 2020 2025
Confronto andamento costi pimbo litio
piombo litio

15. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

16. Tecnologia: prodotti disponibili
Caratteristiche Res piombo gel Lithium
BVA
Lithium
LVA
Capacità (kWh) 6,2-13,6 0,55-5,6 3,7-13,8
Durata(cicli) 2500 5000 5000
Densità
energetica(Wh/kg)
12-25 40-60 40-70
Power intensive + ++ +++
Smaltimento +++ + +
Garanzia + ++ ++
Sicurezza +++ ++ ++
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico

17. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tecnologia: sistemi ups
• Sistemi a basso costo
• Derivazione dal mondo industriale
• Necessità di importante parco batterie
• Funzionamento senza controllo scarica
• Non allacciabile alla rete

18. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tecnologia: sistemi battery manager e batteria integrata
• Sistemi con connessione diretta a
batterie
• BMS interno allo macchina
• Unico produttore in un unico sistema
• Scarsa flessibilità e costi superiori per
batterie al litio

19. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tecnologia: sistemi battery manager e batteria esterna
• Sistemi a costi inferiori
• Gestione della regolazione di carica e
scarica
• Possibilità di interfacciamento con diversi
tipi di batterie per diverse capacità

20. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tecnologia: prodotti disponibili
Caratteristiche Ups Bms e batteria
all in one
Batteria separata da
Bms interno
Costi + +++ ++
Flessibilità ++ + +++
Connessione alla rete possibile No Si Si
Garanzia + +++ +++
Gestione di più carichi no sì sì
Sicurezza ++ + +++

21. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tecnologia: sistemi Powerouter a piombo e litio
• Sistemi collegati alla rete
• Gestione intelligente di carica e scarica
• Possibilità di gestire diverse fonti di
generazione (fotovoltaico, cogeneratore,
eolico)
• Monitoraggio e controllo da remoto
• Possibilità di attivare carichi ( pompe di
calore e resistenze elettriche)

22. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
• Carica controllata
• Possibilità di impostare tipologia batterie
• Scarica controllata impostando la potenza
massima erogabile
Caratteristiche
carica
Corrente Tensione Carica
Fase 1: accumulo Costante Crescita 50-80 %
Fase 2: assorbimento Decrescita Costante 80-97 %
Fase 3: flottante Costante Costante 97-100 %
Tensione
Corrente
Tecnologia: sistemi Powerouter a piombo e litio

23. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
• Nuova soluzione per accumulo
residenziale e commerciale
• Capacità di scarica profonda: 90 %
• Rendimenti superiori al 95 %
• BMS interno in grado di lavorare con
diverse tipologie di inverter
• Possibilità di stoccaggio per mesi senza
autoscarica significativa
• Range di lavoro da 0-40 °C
Tecnologia litio NMC ed interfaccia con sistema BMS Powerouter

24. • In condizioni climatiche normali la
batteria mantiene costante la sua
resistenza di scarica globale
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Tecnologia ioni di litio
Litio Nickel Manganese diossido di Cobalto
• A temperature ambiente (da 0 a 40 °C)
la tensione rimane costante
• Autoscarica ininfluente anche a
distanza di giorni

25. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

26. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

27. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
• Analisi profilo di consumo di 400 utenti
(analisi studio RSE)
• Circa 50 % utenti hanno autoconsumi
compresi fra 20 e 30 %
Applicazioni: simulazioni di consumo

28. • Versione senza accumulo:
autoconsumo medio 25 %
• Versione con accumulo 3 kWh:
autoconsumo medio 50 %
• Versione con accumulo 5 kWh:
autoconsumo medio 65 %
• Accumulo medio per residenziale è
attorno a 4 kWh
Non è possibile stimare un accumulo
unico ma va progettato in integrazione
con accumulo termico
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Applicazioni: simulazioni di consumo

29. Produzione pv Consumi
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Applicazioni: caso reale
PotenzaPotenza

30. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
• Utenza residenziale
• Impianto fotovoltaico 4 kWp
• Allaccio 5 kW
• Accumulo 4,8 kWh
• Tecnologia piombo AGM
• Monitoraggio consumi da 2010
Applicazioni: caso reale

31. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Applicazioni: caso reale
• Utenza residenziale
• Monitoraggio ultimi 5 anni
• Analisi dei consumi nelle
diverse fasce
• Inserimento accumulo dal
Settembre 2013

32. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Applicazioni: caso reale • Dati monitorati giornalmente
• Produzione fotovoltaica
• Distribuzione dell’energia prodotta fra
autoconsumo/batteria/rete
• Ripartizione dei prelievi di energia fra
rete/autoconsumo/batterie
• Parametri caratteristici inverter
tensione, corrente, parametri di carica
e scarica batterie

33. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
0
100
200
300
400
500
tempo di utilizzo
Andamento spese complessivo
• Riduzione dei consumi: - 57 %
• Riduzione fascia F1: -50 %
• Riduzione fascia F2: -70 %
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
Confronto costi energia (anno 2013/2014)
2013
2014
Applicazioni: caso reale
• Riduzione costi dell’energia :20%
• Minori costi dal minore utilizzo
energia e al passaggio ad una fascia
inferiore di consumi
Andamento complessivo spese
Costoenergia
elettrica(c€|kWh)Costi(€)

34. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Applicazioni: caso reale
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
gen feb mar apr mag giu lug ago sett ott nov dic
Autoconsumo senza batterie
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
gen feb mar apr mag giu lug ago sett ott nov dic
Autoconsumo con batterie
senza
batterie
con
batterie
Autoconsumo =
Energia utilizzata
Energia prodotta da fotovoltaico
• Autoconsumo in ipotesi senza batterie: 25 %
• Autoconsumo con batterie: 58 %

35. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Applicazioni: caso reale
Autarchia:
Energia prodotta
Energia necessaria per abitazione
• Autarchia in ipotesi senza batterie: 28 %
• Autarchia con batterie: 55 %0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
gen feb mar apr mag giu lug ago sett ott nov dic
Autarchia senza batterie
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
gen feb mar apr mag giu lug ago sett ott nov dic
Autarchia con batterie
senza
batterie
con
batterie

36. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
1) Tipologie di accumulo
2) Tecnologia
3) Applicazioni
4) Normativa

37. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento
Fonti Rinnovabili non programmabili creano diversi problemi nella rete
• Riduzione capacità regolatorie del termoelettrico
• Incremento del fabbisogno di riserva rapida
• Bilanciamento tramite azioni rapide da eseguirsi a cura di impianti
programmabili con elevati costi di gestione
• Tensione elevata nei punti di connessione
Autorità per energia e gas e comitato CEI hanno sviluppato apposite normative
• Per scongiurare i pericoli sulla rete elettrica(Dicembre 2014)
• Accumulo può aiutare a superare questi problemi

38. Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento
Normativa tecnica di riferimento CEI 0-21 V3:
schemi di collegamento accumulo lato DC

39. Normativa tecnica di riferimento CEI 0-21 V3:
accumulo lato AC posizionato a valle contatore
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento

40. Normativa tecnica di riferimento CEI 0-21 V3:
accumulo posizionato a monte contatore
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento

41. Normativa tecnica di riferimento CEI 0-21 V3:
connessione accumulo utenti passivi
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento

42. Servizi di rete: accumulo deve aiutare la rete nel suo funzionamento in
particolare DEVE
• Eseguire regolazione potenza attiva
• Limitare potenza attiva per valori di tensione prossimi al 110 % Un
• Interrompere ciclo di scarica ed assorbire potenza attiva in condizioni di
funzionamento in sovrafrequenza
• Interrompere ciclo di carica ed erogare potenza attiva in condizioni di
funzionamento in sottofrequenza
• Partecipare al controllo della tensione(assorbire ed erogare potenza reattiva)
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento

43. GSE ha individuato regole tecniche per allaccio accumuli su impianti
esistenti fotovoltaici e cogenerativi ad alto rendimento (Aprile 2015)
• Possibilità di installare accumuli su impianti esistenti
• Regole chiare e tempistiche definite per risposta
• Possibilità di avere dal GSE valutazione preliminare sulla soluzione
adottata
• GSE unico soggetto abilitato alla gestione della pratica
Impiego efficiente dei sistemi di storage elettrico
Normative tecniche di riferimento: Regole tecniche GSE