Oggi's sistemi di accumulo di energia, la scelta del tipo di batteria più adatto è fondamentale, soprattutto nelle applicazioni residenziali, commerciali e industriali. Che si tratti di immagazzinare energia da impianti solari o di alimentare veicoli elettrici (EV), la tensione della batteria gioca un ruolo significativo nel determinare il sistema.'Efficienza, sicurezza e costi. Le batterie ad alta tensione (AT) e a bassa tensione (BT) sono due opzioni comuni, ciascuna delle quali offre vantaggi e casi d'uso unici. Quindi, quando si costruisce o si aggiorna un sistema di accumulo di energia, come si sceglie il tipo di batteria migliore? In questo articolo,'Esamineremo in dettaglio le differenze tra batterie ad alto e basso voltaggio per aiutarti a prendere una decisione informata.

Che cosa è una batteria ad alta tensione (HV)?

Nel contesto dei sistemi di accumulo di energia, di solito definiamo un sistema a batteria con una tensione nominale compresa tra 90 V e 1000 V come sistema ad alta tensione. Questo tipo di sistema di accumulo di energia viene spesso utilizzato per esigenze energetiche più elevate, come l'accumulo di energia commerciale e industriale, le stazioni di ricarica per veicoli elettrici, ecc. In abbinamento a un inverter ibrido trifase, può gestire carichi di potenza elevati e fornire maggiore efficienza e prestazioni in sistemi che richiedono grandi quantità di energia in uscita per un lungo periodo di tempo.

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Quali sono i vantaggi delle batterie ad alta tensione?

Maggiore efficienza di trasmissione

Uno dei vantaggi delle batterie ad alta tensione è la migliore efficienza di trasferimento dell'energia del sistema di accumulo. Nelle applicazioni in cui la domanda di energia è maggiore, l'aumento di tensione fa sì che il sistema di accumulo richieda meno corrente per erogare la stessa quantità di energia, riducendo la quantità di calore generata dal funzionamento del sistema di batterie ed evitando inutili perdite di energia. Questo aumento di efficienza è particolarmente importante per i sistemi di accumulo di energia con capacità superiore a 100 kWh.

Maggiore scalabilità 

Anche i sistemi di batterie ad alta tensione sono scalabili, ma solitamente si basano su capacità di batterie maggiori, che vanno da 15 kWh a 200 kWh per un singolo pacco batterie, il che li rende la scelta preferita da piccoli produttori, parchi solari, centrali elettriche comunitarie, microreti e altro ancora.

Riduzione delle dimensioni e dei costi dei cavi

Grazie all'aumento della tensione, la stessa quantità di potenza produce meno corrente, quindi i sistemi di batterie ad alta tensione non hanno bisogno di realizzare più dissipatori e quindi devono utilizzare solo cavi di dimensioni più piccole, il che consente di risparmiare sui costi dei materiali e di ridurre notevolmente la complessità dell'installazione.

Migliori prestazioni nelle applicazioni ad alta potenza

Nelle stazioni di ricarica per veicoli elettrici, nei produttori industriali e nelle applicazioni di accumulo di energia su scala di rete, che spesso comportano elevate potenze in uscita, i sistemi di batterie ad alta tensione sono molto efficaci nel gestire grandi sovratensioni, il che può migliorare notevolmente la stabilità e l'affidabilità del consumo energetico di un'organizzazione, proteggendo così i carichi critici, migliorando l'efficienza e riducendo i costi.

Svantaggi dei sistemi di batterie ad alta tensione

Naturalmente ogni cosa ha due lati e i sistemi di batterie ad alta tensione hanno i loro svantaggi:

Rischi per la sicurezza

Il principale svantaggio dei sistemi di batterie ad alta tensione è l'aumento del rischio. Durante l'utilizzo e l'installazione di un sistema di batterie ad alta tensione, è necessario indossare indumenti isolanti e protettivi per evitare il rischio di scosse elettriche ad alta tensione.

SUGGERIMENTI: i sistemi di batterie ad alto voltaggio richiedono procedure di sicurezza più rigorose, tra cui una protezione specializzata dei circuiti, utensili isolati e tecnici qualificati per l'installazione e la manutenzione.

Costi iniziali più elevati

Sebbene i sistemi di accumulo di energia ad alta tensione migliorino l'efficienza delle batterie e della conversione energetica, la complessità dei componenti del sistema (apparecchiature di sicurezza aggiuntive e funzioni di protezione) aumenta i costi di investimento iniziali. Ogni sistema ad alta tensione dispone di una propria centralina ad alta tensione con un'architettura master-slave per l'acquisizione e il controllo dei dati della batteria, mentre i sistemi a batteria a bassa tensione non dispongono di una centralina ad alta tensione.

Cos'è una batteria a bassa tensione?

Nelle applicazioni di accumulo di energia, le batterie che in genere funzionano a 12 V - 60 V sono chiamate batterie a bassa tensione e sono comunemente utilizzate in soluzioni solari off-grid come batterie per camper, sistemi di accumulo di energia residenziali, stazioni base per telecomunicazioni e gruppi di continuità (UPS). I sistemi di batterie comunemente utilizzati per l'accumulo di energia residenziale sono in genere da 48 V o 51,2 V. Quando si espande la capacità con un sistema di batterie a bassa tensione, le batterie possono essere collegate solo in parallelo tra loro, quindi la tensione del sistema non cambia. Le batterie a bassa tensione sono spesso utilizzate quando sicurezza, facilità di installazione e convenienza sono considerazioni chiave, soprattutto nei sistemi che non richiedono un'elevata quantità di potenza in uscita continua.

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Vantaggi delle batterie a bassa tensione

Maggiore sicurezza

La sicurezza è spesso una delle principali considerazioni dei proprietari di casa nella scelta di un sistema di accumulo di energia, e i sistemi a batteria a bassa tensione sono preferiti per la loro intrinseca sicurezza. I bassi livelli di tensione sono efficaci nel ridurre i rischi legati alle batterie, sia durante l'installazione, l'uso e la manutenzione, e hanno quindi reso le batterie a bassa tensione il tipo di batteria più comune e utilizzato per le applicazioni di accumulo di energia domestica.

Economia superiore

Le batterie a bassa tensione sono più convenienti grazie ai minori requisiti di BMS e alla tecnologia più avanzata, che le rende meno costose. Allo stesso modo, la progettazione e l'installazione del sistema di batterie a bassa tensione sono più semplici e i requisiti di installazione sono inferiori, consentendo agli installatori di consegnare più velocemente e risparmiare sui costi di installazione.

Adatto per l'accumulo di energia su piccola scala

Per i proprietari di case con pannelli solari sul tetto o per le aziende che necessitano di alimentazione di riserva per sistemi critici, le batterie a bassa tensione rappresentano una soluzione di accumulo energetico affidabile ed efficiente. La possibilità di immagazzinare l'energia solare in eccesso durante il giorno e utilizzarla nelle ore di punta o in caso di interruzioni di corrente rappresenta un vantaggio significativo, consentendo agli utenti di risparmiare sui costi energetici e ridurre la dipendenza dalla rete elettrica.

Svantaggi dei sistemi di batterie a bassa tensione

Minore efficienza

L'efficienza del trasferimento di energia è generalmente inferiore a quella dei sistemi di batterie ad alto voltaggio, perché per fornire la stessa quantità di energia è necessaria una corrente più elevata, che determina temperature più elevate nei cavi e nei collegamenti, nonché nelle celle interne, con conseguente perdita di energia non necessaria.

Costi di espansione più elevati

I sistemi di batterie a bassa tensione vengono espansi tramite il collegamento in parallelo, quindi la tensione del sistema rimane invariata, ma la corrente viene moltiplicata. Di conseguenza, in installazioni multiple in parallelo sono necessari cavi più spessi per gestire correnti più elevate, il che si traduce in costi di materiale più elevati. Inoltre, maggiore è il collegamento in parallelo del sistema, maggiore è la complessità dell'installazione. In genere, se più di 2 batterie sono collegate in parallelo, consigliamo ai clienti di utilizzare barre collettrici o scatole collettrici per l'installazione. 

Scalabilità limitata

I sistemi a batteria a bassa tensione hanno una scalabilità limitata, poiché con l'aumento del numero di batterie, l'efficienza del sistema diminuisce sempre di più e, poiché le informazioni raccolte dalle batterie generano un'enorme quantità di dati, anche l'elaborazione diventa più lenta. Pertanto, per sistemi di accumulo di energia più grandi, si consiglia di utilizzare sistemi a batteria ad alta tensione per una maggiore affidabilità.

Differenza tra batterie ad alta e bassa tensione

Confronto dei dati delle batterie HV e LV

Immagine
Tipo	B-LFEP48-100E	Matchbox HVS
Tensione nominale (V)	51.2	409.6
Capacità nominale (Wh)	20.48	21.29
Dimensioni (mm) (L*A*P)	538*483(442)*544	665*370*725
Peso (kg)	192	222
Tasso. Corrente di carica	200A	26A
Tasso. Corrente di scarica	400A	26A
Corrente di carica massima	320A	52A
Corrente di scarica massima	480A	52A

Qual è la soluzione migliore per le tue esigenze di accumulo di energia?

Sia i sistemi di batterie ad alta che a bassa tensione presentano vantaggi specifici e ci sono diversi fattori principali da considerare quando si sceglie un sistema di accumulo di energia, tra cui il fabbisogno energetico, il budget e considerazioni sulla sicurezza.

Tuttavia, se stai iniziando da diverse applicazioni, ti consigliamo di effettuare la tua scelta in base a quanto segue:

Sistemi di batterie a bassa tensione:

• Accumulo solare residenziale: accumulo di energia durante il giorno per utilizzarla nei periodi di picco della domanda o di notte.
• Alimentazione di backup di emergenza: mantiene in funzione gli elettrodomestici e le apparecchiature essenziali durante le interruzioni o i cali di tensione.

Sistemi di batterie ad alta tensione:

• Accumulo di energia commerciale: ideale per aziende con grandi impianti solari, parchi eolici o altri progetti di energia rinnovabile.
• Infrastruttura per veicoli elettrici (EV): le batterie ad alto voltaggio sono ideali per alimentare stazioni di ricarica o flotte di veicoli elettrici.
• Accumulo a livello di rete: i fornitori di servizi di pubblica utilità e di energia spesso si affidano a sistemi ad alta tensione per gestire grandi flussi di energia e garantire la stabilità della rete.

In sintesi, si consiglia di scegliere una batteria di accumulo ad alto voltaggio per le abitazioni con un elevato numero di persone, carichi di potenza elevati e tempi di ricarica elevati, e viceversa per le batterie di accumulo a basso voltaggio. Valutando attentamente le proprie esigenze di accumulo energetico, che si tratti di un impianto solare domestico o di una grande installazione commerciale, è possibile scegliere una batteria in linea con i propri obiettivi, garantendo efficienza e affidabilità a lungo termine.