La crescita delle fonti rinnovabili sta cambiando il modo in cui l’energia viene prodotta e utilizzata. Fotovoltaico ed eolico permettono di ridurre la dipendenza dalle fonti fossili, ma hanno una caratteristica che rende più complessa la gestione della rete elettrica: la produzione non è costante e dipende dalle condizioni meteorologiche.
Il sole, ad esempio, produce energia soprattutto nelle ore centrali della giornata, mentre i consumi di un’azienda possono concentrarsi in fasce orarie differenti. È quindi necessario trovare sistemi in grado di conservare l’energia quando è disponibile e renderla utilizzabile quando serve.
È in questo contesto che assumono sempre maggiore importanza i BESS, Battery Energy Storage System, cioè i sistemi di accumulo dell’energia elettrica tramite batterie. Si tratta di soluzioni che possono contribuire a gestire meglio la produzione da fonti rinnovabili, ottimizzare i consumi e aumentare la flessibilità degli impianti.
Cos’è un BESS e come funziona
Un BESS è un sistema integrato che permette di immagazzinare energia elettrica e restituirla successivamente in funzione delle esigenze dell’impianto o della rete.
L’energia può provenire dalla rete elettrica oppure da un impianto di produzione, ad esempio un impianto fotovoltaico. Durante la fase di carica viene convertita e immagazzinata nelle batterie; quando è necessario utilizzarla, il sistema la rende nuovamente disponibile sotto forma di energia elettrica.
Un sistema BESS non coincide quindi con il solo pacco batterie. È costituito da diversi componenti che lavorano insieme per controllare l’accumulo, la conversione dell’energia e la sicurezza dell’intero sistema.
Tra i principali elementi troviamo:
- Battery System: comprende celle, moduli e rack che costituiscono il sistema di accumulo;
- Battery Management System (BMS): monitora parametri come stato di carica, temperatura, tensione e corrente, contribuendo a mantenere le batterie entro condizioni operative sicure;
- Power Conversion System (PCS): converte l’energia tra corrente continua (DC), utilizzata dalle batterie, e corrente alternata (AC), utilizzata dalla rete e dagli impianti elettrici;
- Energy Management System (EMS): coordina il funzionamento del sistema e stabilisce, sulla base dei dati disponibili, quando caricare o scaricare le batterie;
- sistemi ausiliari: comprendono, tra gli altri, sistemi di raffreddamento, climatizzazione e protezione antincendio, necessari per il corretto funzionamento dell’impianto.
La combinazione di questi elementi permette al BESS di diventare parte integrante dell’infrastruttura energetica, anziché essere considerato semplicemente un sistema di accumulo.
Dove vengono utilizzati i BESS
I sistemi di accumulo possono essere utilizzati in contesti differenti, dalle grandi infrastrutture energetiche agli impianti industriali.
Nei sistemi utility-scale, i BESS sono collegati alla rete e possono essere impiegati per contribuire al bilanciamento tra produzione e domanda, gestire l’energia prodotta da fonti rinnovabili e fornire servizi di flessibilità alla rete.
Un secondo ambito è quello Commercial & Industrial (C&I), nel quale il sistema viene installato a servizio di un’azienda o di un sito produttivo. In questo caso l’accumulo può essere integrato con impianti fotovoltaici e altri sistemi di produzione o consumo presenti nell’azienda.
I BESS trovano inoltre applicazione nelle microgrid e nelle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER), dove l’accumulo può favorire una maggiore sincronizzazione tra produzione e consumo e contribuire a utilizzare localmente una quota maggiore dell’energia disponibile.
Quali vantaggi può offrire un BESS alle aziende
Per un’azienda, l’interesse verso un sistema di accumulo non riguarda soltanto la possibilità di conservare energia. Il BESS può diventare uno strumento per gestire in modo più flessibile i consumi e la produzione.
Peak shaving
Uno degli utilizzi più comuni è il peak shaving, cioè la riduzione dei picchi di potenza prelevata dalla rete.
In presenza di richieste elevate, il BESS può fornire parte dell’energia necessaria, riducendo il prelievo dalla rete in quel determinato momento. La possibilità di ottenere questo risultato e il relativo beneficio economico dipendono dal profilo di consumo dell’azienda, dalla configurazione dell’impianto e dalle condizioni della fornitura elettrica.
Massimizzazione dell’autoconsumo
Quando un’azienda dispone di un impianto fotovoltaico, non sempre la produzione coincide con il momento in cui l’energia viene consumata.
L’accumulo permette di conservare una parte dell’energia prodotta e non immediatamente utilizzata, per renderla disponibile successivamente, ad esempio nelle ore serali o in altri momenti di maggiore richiesta.
In questo modo il BESS può contribuire a migliorare la corrispondenza tra produzione e consumo e a ridurre il ricorso all’energia acquistata dalla rete.
Gestione dei costi energetici
Un sistema di accumulo può essere utilizzato anche per gestire l’energia in funzione delle variazioni dei prezzi e del profilo di consumo.
Quando le condizioni del mercato lo rendono conveniente, il sistema può essere programmato per accumulare energia e utilizzarla successivamente. Il beneficio effettivo dipende naturalmente dall’andamento dei prezzi, dai costi del sistema e dalle modalità con cui il BESS viene utilizzato.
Flessibilità e continuità operativa
Un BESS adeguatamente progettato può contribuire anche alla resilienza dell’infrastruttura elettrica. In funzione della configurazione adottata, può intervenire in presenza di determinate anomalie della rete e, nei sistemi predisposti per il funzionamento in isola, contribuire alla continuità dell’alimentazione di carichi selezionati.
Anche in questo caso, le prestazioni dipendono dalle caratteristiche tecniche del sistema e dall’architettura elettrica dell’impianto.
Il ruolo dell’EMS e della gestione intelligente
La capacità di un BESS di produrre valore non dipende soltanto dalla capacità delle batterie. Un ruolo importante è svolto dalla gestione intelligente dell’energia.
L’Energy Management System (EMS) raccoglie e interpreta dati relativi ai consumi, allo stato delle batterie e, quando previsto, alle condizioni del mercato elettrico.
Queste informazioni possono essere utilizzate per programmare i cicli di carica e scarica in funzione degli obiettivi dell’impianto.
Una gestione evoluta può inoltre integrare dati provenienti dai sistemi di supervisione e controllo e informazioni sui consumi. L’obiettivo è utilizzare la capacità disponibile nel momento più utile, evitando cicli non necessari e contribuendo a preservare nel tempo le prestazioni delle batterie.
La digitalizzazione diventa quindi una componente importante del sistema: batterie, elettronica di potenza e software devono lavorare insieme per ottenere il massimo dall’infrastruttura di accumulo.
BESS e transizione energetica
L’integrazione delle fonti rinnovabili richiede una maggiore capacità di gestire la variabilità della produzione e di adattare l’offerta ai consumi. In questo scenario, i sistemi BESS rappresentano uno degli strumenti attraverso cui è possibile aumentare la flessibilità del sistema elettrico.
Per le aziende, l’accumulo può essere considerato non come un elemento isolato, ma come parte di una strategia più ampia che comprende produzione da fonti rinnovabili, gestione dei consumi, digitalizzazione e controllo dell’energia.
Il valore di un BESS dipende quindi dal modo in cui viene dimensionato e integrato nel sistema energetico. Non esiste una configurazione uguale per ogni realtà: caratteristiche dell’impianto, profilo dei consumi, produzione rinnovabile, condizioni della rete e modalità di gestione sono tutti elementi da considerare per individuare la soluzione più adatta.
In questa prospettiva, i Battery Energy Storage System rappresentano una tecnologia sempre più rilevante per accompagnare l’evoluzione verso un sistema energetico più flessibile, efficiente e capace di integrare una quota crescente di energia da fonti rinnovabili.
BESS e asset management: il ruolo di Raptech
Quando alla gestione di impianti fotovoltaico si affiancano sistemi di accumulo, i dati da tenere sotto controllo aumentano in fretta. Raptech sta estendendo ai BESS R-Cloud, la piattaforma di asset management che oggi segue oltre 5 GW di impianti rinnovabili per alcuni dei principali operatori italiani e internazionali. Molti di loro stanno già inserendo batterie nei propri portafogli e vogliono leggerle insieme agli impianti, nello stesso ambiente e con la stessa reportistica che usano verso investitori e finanziatori. Con alcuni clienti che hanno sistemi di accumulo già in esercizio stiamo definendo i KPI da monitorare. Chi gestisce un portafoglio misto deve sapere se l’accumulo sta rendendo quanto previsto nel business plan, e accorgersene in tempo quando non succede.
(immagine: rinnovabili.it)
