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Batterie al piombo e batterie al litio

di Maurizio Melis

Lo storage in batteria di grandi quantità di energia elettrica è una delle novità più rilevanti del sistema elettrico in divenire, ed è reso necessario sia dalla discontinuità delle fonti rinnovabili, che richiede dei vasi di compensazione energetici per i momenti in cui la produzione scarseggia, sia dall’elettrificazione dei mezzi di trasporto, automobile in primis.

Ma non tutte le batterie sono uguali, e non tutte sono ugualmente desiderabili per tutte le applicazioni. Per esempio, tra batterie al piombo e batterie al litio, vi sono differenze che incidono in modo considerevole sulla loro installazione e gestione.

Le batterie al piombo sono ormai in fase di obsolescenza per quanto riguarda i sistemi di energy storage domestico e per comunità; il loro rapporto potenza/peso e capacità/peso è del tutto sfavorevole, così come sono elevati i problemi relativi allo smaltimento delle celle esauste, a causa del piombo e degli acidi del dielettrico. Il cambiamento, però, non può essere istantaneo. Sono presenti ancora quantità elevatissime di accumulatori a piombo in grandi sistemi stazionari di continuità, ad esempio in ospedali, banche, sottostazioni elettriche.

L’immediato futuro vede la batteria basata sul Litio a sostituire rapidamente quella al piombo in svariate applicazioni e, soprattutto, a permettere di utilizzare architetture basate sull’energy storage che con le batterie a piombo sarebbero state non efficienti o addirittura non realizzabili compiutamente. Altre soluzioni di accumulo di energia, più economiche e “pulite”, saranno comunque certamente disponibili nel medio futuro per completare i programmi dell’Agenda 2050.

Se è vero che ogni tipo di batteria ha il suo utilizzo e tipo di convertitore più adatto, è certamente vero che in nessun caso si può prescindere dalla moderna elettronica di potenza per poter sfruttare al meglio le caratteristiche dell’accumulatore a disposizione.

Esempi di dispositivi associati all’elettronica di potenza per l’Energy Storage

 

Assieme di convertitori elettronici a controllo digitale per carica, bilanciamento e utilizzo come generatore di un assieme di accumulatori al piombo, uso statico, classe 100kW.

E’ dotato di un sistema di monitoraggio e controllo degli esistenti moduli di batteria per salvaguardarne la vita utile e gestire la carica con un sufficiente grado di efficienza e sicurezza (funzione BMS non nativa). Sì interfaccia a una smart grid AC, tipicamente 400V 50Hz.

Assieme di convertitori elettronici a controllo digitale per energy storage industriale, classe 100kW.

E’ dotato di un sistema di comunicazione con il BMS nativo delle batterie e di una sofisticata interfaccia utente che permette sia il monitoraggio puntuale mediante uno smartphone o similari sia il controllo da remoto da parte del gestore smart grid.

Sì interfaccia a una smart grid AC, tipicamente 400V 50Hz. Può essere dotato di sistemi up-to-date di ricarica di veicoli elettrici (CCS2, CHAdeMO)

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