Accumulo di energia C&I vs. accumulo di batterie su larga scala

Con l'avanzare del mondo verso un futuro energetico più sostenibile e pulito, i sistemi di accumulo di energia sono diventati una componente fondamentale del mix energetico. Tra questi sistemi, l'accumulo di energia commerciale e industriale (C&I) e l'accumulo su larga scala tramite batterie sono due soluzioni di spicco emerse negli ultimi anni. In questo articolo, esploreremo le differenze tra questi due tipi di sistemi di accumulo di energia e le loro applicazioni.

L'accumulo di energia industriale e commerciale è per lo più integrato e realizzato in un unico cabinet. I sistemi di accumulo di energia commerciali e industriali sono progettati per fornire alimentazione di backup a strutture come edifici commerciali, ospedali e data center. Questi sistemi sono in genere più piccoli dei grandi sistemi di accumulo a batteria, con capacità che vanno da poche centinaia di kilowatt a diversi megawatt, e sono progettati per fornire energia per brevi periodi di tempo, spesso fino a poche ore. I sistemi di accumulo di energia commerciali e industriali vengono utilizzati anche per ridurre la domanda di energia nelle ore di punta e per migliorare la qualità dell'energia fornendo regolazione della tensione e controllo della frequenza.Sistemi di accumulo di energia C&IPossono essere installati in loco o da remoto e stanno diventando sempre più popolari nelle strutture che cercano di ridurre i costi energetici e aumentare la resilienza energetica.

Al contrario, i grandi sistemi di accumulo di energia a batteria sono progettati per immagazzinare energia da fonti rinnovabili, come l'energia eolica e solare. Questi sistemi hanno capacità da decine a centinaia di megawatt e possono immagazzinare energia per periodi di tempo più lunghi, da poche ore a diversi giorni. Sono spesso utilizzati per fornire servizi di rete come il peak shaving, il bilanciamento del carico e la regolazione della frequenza. I grandi sistemi di accumulo a batteria possono essere posizionati vicino a fonti di energia rinnovabile o vicino alla rete, a seconda dell'applicazione, e stanno diventando sempre più popolari con l'evoluzione globale verso un mix energetico più sostenibile.

Diagramma della struttura del sistema di accumulo di energia commerciale e industriale

Diagramma della struttura del sistema di accumulo di energia

Accumulo di energia C&I vs. accumulo di batterie su larga scala: capacità
I sistemi di accumulo di energia commerciali e industriali (C&I) hanno in genere una capacità da poche centinaia di kilowatt (kW) a pochi megawatt (MW). Questi sistemi sono progettati per fornire alimentazione di riserva per brevi periodi, solitamente fino a poche ore, e per ridurre la domanda di energia nelle ore di punta. Vengono inoltre utilizzati per migliorare la qualità dell'energia fornendo regolazione della tensione e controllo della frequenza.

Al contrario, i sistemi di accumulo a batteria su larga scala hanno una capacità molto maggiore rispetto ai sistemi di accumulo di energia C&I. In genere hanno una capacità da decine a centinaia di megawatt e sono progettati per immagazzinare energia da fonti rinnovabili come l'energia eolica e solare. Questi sistemi possono immagazzinare energia per periodi più lunghi, da diverse ore a diversi giorni, e vengono utilizzati per fornire servizi di rete come il peak shaving, il bilanciamento del carico e la regolazione della frequenza.

Accumulo di energia C&I vs. accumulo di batterie su larga scala: dimensioni
Anche le dimensioni fisiche dei sistemi di accumulo di energia C&I sono in genere inferiori a quelle dei sistemi di accumulo a batteria su larga scala. I sistemi di accumulo di energia C&I possono essere installati in loco o da remoto e sono progettati per essere compatti e facilmente integrabili in edifici o strutture esistenti. Al contrario, i sistemi di accumulo a batteria su larga scala richiedono più spazio e sono in genere installati in grandi campi o in edifici speciali progettati specificamente per ospitare le batterie e le altre apparecchiature associate.

La differenza di dimensioni e capacità tra i sistemi di accumulo di energia C&I e i sistemi di accumulo a batterie su larga scala è dovuta principalmente alle diverse applicazioni per cui sono progettati. I sistemi di accumulo di energia C&I sono progettati per fornire alimentazione di riserva e ridurre la domanda di energia nelle ore di punta per i singoli impianti. Al contrario, i sistemi di accumulo a batterie su larga scala sono progettati per fornire un accumulo di energia su scala molto più ampia, a supporto dell'integrazione delle fonti di energia rinnovabile nella rete e per fornire servizi di rete alla comunità più ampia.

Accumulo di energia C&I vs. accumulo di batterie su larga scala: batterie
Accumulo di energia commerciale e industrialeUtilizza batterie a energia. L'accumulo di energia commerciale e industriale richiede tempi di risposta relativamente bassi e le batterie a energia vengono utilizzate per una valutazione completa di costi, ciclo di vita, tempi di risposta e altri fattori.

Le centrali elettriche ad accumulo di energia utilizzano batterie di tipo power per la regolazione della frequenza. Analogamente all'accumulo di energia commerciale e industriale, la maggior parte delle centrali elettriche ad accumulo di energia utilizza batterie di tipo energy, ma a causa della necessità di fornire servizi ausiliari di alimentazione, quindi il sistema di batterie di accumulo di energia delle centrali FM per la durata del ciclo, i requisiti di tempo di risposta sono più elevati. Per la regolazione della frequenza, le batterie di backup di emergenza devono scegliere il tipo di alimentazione. Alcune aziende di accumulo di energia su scala di rete hanno lanciato sistemi di batterie per centrali elettriche con tempi di ciclo di circa 8000 volte superiori rispetto alle normali batterie di tipo energy.

Accumulo di energia C&I vs. accumulo di batterie su larga scala: BMS
Il sistema di batterie per l'accumulo di energia commerciale e industriale può fornire funzioni di protezione da sovraccarico, scarica eccessiva, sovracorrente, sovratemperatura, sottotemperatura, cortocircuito e limite di corrente perpacco batteriaI sistemi di batterie per l'accumulo di energia commerciali e industriali possono anche fornire funzioni di equalizzazione della tensione durante la carica, configurazione dei parametri e monitoraggio dei dati tramite software in background, comunicazione con molti tipi diversi di PCS e gestione intelligente congiunta dei sistemi di accumulo di energia.

La centrale di accumulo di energia ha una struttura più complessa con la gestione unificata delle batterie a strati e livelli. In base alle caratteristiche di ciascun strato e livello, la centrale di accumulo di energia calcola e analizza vari parametri e lo stato operativo della batteria, realizzando una gestione efficace come equalizzazione, allarme e protezione, in modo che ogni gruppo di batterie possa raggiungere la stessa potenza e garantire che il sistema raggiunga le migliori condizioni operative e la massima autonomia. Può fornire informazioni accurate ed efficaci sulla gestione della batteria e migliorarne notevolmente l'efficienza di utilizzo e ottimizzare le caratteristiche del carico attraverso la gestione dell'equalizzazione. Allo stesso tempo, può massimizzare la durata della batteria e garantire la stabilità, la sicurezza e l'affidabilità del sistema di accumulo di energia.

Accumulo di energia C&I vs. accumulo di batterie su larga scala: PCS
Il convertitore di accumulo di energia (PCS) è il dispositivo chiave tra il dispositivo di accumulo di energia e la rete elettrica. In termini relativi, i PCS per l'accumulo di energia commerciale e industriale sono relativamente monofunzionali e più adattabili. Gli inverter per l'accumulo di energia commerciale e industriale si basano sulla conversione di corrente bidirezionale, hanno dimensioni compatte, sono espandibili in base alle proprie esigenze e sono più facili da integrare con il sistema di batterie; con un intervallo di tensione ultra-ampio di 150-750 V, possono soddisfare le esigenze di batterie al piombo-acido, batterie al litio, LEP e altre batterie in serie e in parallelo; carica e scarica unidirezionali, adattabili a una varietà di tipi di inverter fotovoltaici.

Il PCS della centrale elettrica ad accumulo di energia è dotato di funzionalità di supporto alla rete. La tensione lato CC del convertitore della centrale elettrica ad accumulo di energia è ampia, fino a 1500 V, consentendone il funzionamento a pieno carico. Oltre alle funzioni di base del convertitore, offre anche funzionalità di supporto alla rete, come la regolazione della frequenza primaria, la funzione di schedulazione rapida del carico di rete, ecc. La rete è altamente adattabile e può raggiungere una risposta in potenza rapida (<30 ms).

Accumulo di energia industriale e commerciale vs. accumulo di batterie su larga scala: EMS
Le funzioni dei sistemi EMS per l'accumulo di energia commerciale e industriale sono più basilari. La maggior parte dei sistemi EMS per l'accumulo di energia commerciale e industriale non necessita di essere gestita dalla rete, ma solo di un'adeguata gestione energetica locale, di supportare la gestione del bilanciamento della batteria del sistema di accumulo, di garantire la sicurezza operativa, di supportare una risposta rapida al millisecondo e di ottenere una gestione integrata e una regolazione centralizzata delle apparecchiature del sottosistema di accumulo di energia.

Il sistema EMS delle centrali elettriche ad accumulo di energia è più esigente. Oltre alle funzioni di base di gestione dell'energia, deve anche fornire un'interfaccia di dispacciamento della rete e una funzione di gestione dell'energia per il sistema di microrete. Deve supportare una varietà di standard di comunicazione, disporre di un'interfaccia standard per il dispacciamento dell'energia ed essere in grado di gestire e monitorare l'energia di applicazioni come il trasferimento di energia, la microrete e la regolazione della frequenza di rete, e supportare il monitoraggio di sistemi complementari multi-energia come sorgente, rete, carico e accumulo.

Accumulo di energia industriale e commerciale vs. accumulo di batterie su larga scala: applicazioni
I sistemi di accumulo di energia C&I sono progettati principalmente per applicazioni di accumulo e gestione dell'energia in loco o in prossimità del sito, tra cui:

• Alimentazione di riserva: i sistemi di accumulo di energia C&I vengono utilizzati per fornire alimentazione di riserva in caso di interruzioni o guasti alla rete. Ciò garantisce la continuità operativa di attività critiche, come data center, ospedali e impianti di produzione.
• Trasferimento del carico: i sistemi di accumulo di energia C&I possono contribuire a ridurre i costi energetici spostando il consumo di energia dai periodi di picco della domanda a periodi di minore richiesta, quando l'energia è più economica.
• Risposta alla domanda: i sistemi di accumulo di energia C&I possono essere utilizzati per ridurre i picchi di domanda di energia durante i periodi di elevato consumo energetico, come durante le ondate di calore, immagazzinando energia durante i periodi di minore richiesta e scaricandola poi durante i periodi di picco della domanda.
• Qualità dell'energia: i sistemi di accumulo di energia C&I possono contribuire a migliorare la qualità dell'energia garantendo la regolazione della tensione e il controllo della frequenza, importanti per apparecchiature e dispositivi elettronici sensibili.

Al contrario, i sistemi di accumulo di batterie su larga scala sono progettati per applicazioni di accumulo e gestione dell'energia su scala di rete, tra cui:

Immagazzinamento di energia da fonti rinnovabili: i sistemi di accumulo a batteria su larga scala vengono utilizzati per immagazzinare energia da fonti rinnovabili, come l'energia eolica e quella solare, che sono intermittenti e richiedono stoccaggio per garantire una fornitura energetica costante.

• Riduzione dei picchi di domanda: i sistemi di accumulo a batteria su larga scala possono contribuire a ridurre i picchi di domanda energetica scaricando l'energia immagazzinata durante i periodi di elevata domanda, il che può aiutare a evitare la necessità di costosi impianti di picco che vengono utilizzati solo durante i periodi di punta.
• Bilanciamento del carico: i sistemi di accumulo a batteria su larga scala possono contribuire a bilanciare la rete immagazzinando energia durante i periodi di bassa domanda e scaricandola durante i periodi di alta domanda, il che può aiutare a prevenire interruzioni di corrente e migliorare la stabilità della rete.
• Regolazione della frequenza: i sistemi di accumulo a batteria su larga scala possono contribuire a regolare la frequenza della rete fornendo o assorbendo energia per aiutare a mantenere una frequenza costante, il che è importante per garantire la stabilità della rete.

In conclusione, sia l'accumulo di energia C&I che i sistemi di accumulo a batterie su larga scala presentano applicazioni e vantaggi unici. I sistemi C&I migliorano la qualità dell'energia e forniscono backup agli impianti, mentre l'accumulo su larga scala integra le energie rinnovabili e supporta la rete. La scelta del sistema più adatto dipende dalle esigenze applicative, dalla durata dell'accumulo e dal rapporto costi-benefici.

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