Tipicamente, i sistemi di co-generazione con immagazzinamento, accumulano energia su batterie quando l’erogazione da parte del Gestore di rete è sufficiente a soddisfare il fabbisogno richiesto; erogandola poi nei momenti di picco, piuttosto che in tutte quelle situazioni dove sono chiamati a supportare l’eccedenza della domanda.
Tali sistemi sono parallelabili: in modalità “master and slave” piuttosto che con unità centrale in grado di discernere la quantità di potenza attiva e reattiva da erogare o accumulare per ciascun modulo.
Certificato in accordo alle normative CEI 021, il sistema può anche funzionare “in Isola”. Questo permette di fornire energia elettrica – per brevi periodi, e senza transitori sulla tensione – laddove il Gestore di rete venga a mancare; tornando poi in modalità di co-generazione o accumulo non appena l’erogazione torni alla normalità.
Le tipiche applicazioni tipiche possono essere:
- Supporto a una rete di fornitura di energia elettrica “debole”
- Supporto per applicazioni che hanno forti picchi di richiesta di potenza (ad esempio stazioni di ricarica per auto elettriche)
Il sistema offre un forte beneficio economico in termini di riduzione della potenza installata da parte del Gestore e/o del cliente per tutte quelle situazioni in cui vi sia presenza di carico molto variabile (in termine di richiesta energetica).
Sael e l’Ambiente
Da qualche tempo la consapevolezza di dover cambiare direzione in termini di consumi e produzione energetica, ha spinto buona parte del pianeta all’utilizzo dell’elettricità. Questo rimanda direttamente al SET Plan e al raggiungimento degli obiettivi europei e mondiali di riduzione dei gas serra. Da qui ne è derivata una crescente domanda di energia pulita che, oggi, deve fare i conti con un sistema infrastrutturale spesso insufficiente e/o da ammodernarsi. Da tempo sono stati realizzati impianti fotovoltaici , ma questi non sono ancora sufficienti.
I costi sono ovviamente molto elevati, ma non possiamo più rifuggire le nostre responsabilità.
In questo, SAEL si propone di dare il suo contributo tecnologico.
Sistema SGS (Smart Grid Sael)
L’obiettivo è quello di fornire un sistema modulare a batteria atto ad integrarsi alle SmartGrids, diventando anch’esso parte delle medesime.
Il beneficio offerto all’utenza dal sistema SGS, è quello di poter soddisfare le richieste “di picco energetico” garantendo una continuità di erogazione (e contribuendo, di fatto, all’eliminazione dei “buchi di rete”) senza ricorrere a grossi interventi infrastrutturali (es. costruzione di centrali, piuttosto che modificazioni vere e proprie del sistema distributivo).
Batterie
- BMS/Software
- Quadro elettrico + inverter
- Trasformatore di media tensione
- Rete
La struttura a macro blocchi di cui sopra è sintetizzabile in hardware elettronico unito a batterie che, connesso alla rete, fornisce energia secondo necessità e per un periodo di tempo limitato: il cosiddetto “soddisfacimento dei picchi”.
L’hardware elettronico è costituito da un quadro elettrico modulare, equipaggiato da uno o più inverter specifici e relativi componenti elettromeccanici. Di altrettanta rilevanza è il “pacco batterie” che viene utilizzato per erogare l’energia richiesta. Il tutto viene gestito da un sistema BESS e interfacciato da un software gestionale che permette l’asservimento dei Protocolli 61850 e 104 Server.
Smart Grid Sael è costituito da:
- Uno o più inverter molto performanti ed innovativi – della serie Intelliflex Platform One –
- L’inverter VT è dotao di un microprocessore tri-core di ultima generazione ed elevatissima capacità di calcolo –
- Costruito con condensatori a film (fra i pochi sul mercato) offrendo benefici in termini di performance e lunga durata. Hardware robusto, con chassis metallico, atto ad operare in qualsiasi condizione di utilizzo;
- Rispondenza alle norme CEI 021; – certificato dal TUV
L’inverter VT – della serie Intelliflex Platform One – assume una rilevanza fondamentale grazie al suo Firmware dedicato.
Di seguito alcuni algoritmi elaborati per questa specifica applicazione:
- Variazione automatica della Potenza attiva in base alla frequenza di rete;
- Variazione automatica della potenza reattiva in base alla tensione di rete;
- Variazione automatica della frequenza in base alla Potenza attiva;
- Variazione automatica della tensione in base alla potenza reattiva;
- Variazione di cosFI in base alla tensione di rete e/o potenza attiva;
- Sincronizzazione alla rete;
- Gestione della curva di capability;
- Passaggio automatico in “Isola”
- Un quadro elettrico “modulare” studiato nei minimi particolari che
- Presenta spazi interni calcolati per ridurre i disturbi EMI;
- Cablato con tutte le connessioni previste per soddisfare il criterio di modularità (più armadi modulari che raggiungano anche i 6 megaWatt di potenza)
- Un software “SGM – Smart Grid Manager” che consta in:
- Gestione della Smart Grid con il coordinamento dei diversi dispositivi che ne fanno parte; tale gestione è costituita da un core di calcolo di ripartizione ottimizzata secondo le impostazioni on line dell’utente; la struttura della Smart Grid viene resa configurabile mediante opportuna interfaccia grafica e quindi non “cablata” nel codice;
- Interfaccia intuitiva e user friendly per l’operatore: l’aspetto grafico può essere modificabile con un editor, senza dover intervenire con ricompilazione del codice in caso di modifica dell’aspetto grafico;
- Interfaccia di acquisizione dati e comando che supporti i protocolli standard più diffusi e permetta lo scambio dati con i PLC/RTU a maggiore diffusione;
- Interfaccia con il sistema protezioni, in modo da poter monitorare gli eventi di natura elettrica con registrazione cronologica al millisecondo;
- Interfaccia rispondente ai requisiti dettati dal gestore di rete (in Italia TERNA), sia per l’eventuale distacco carichi sia per un eventuale controllo / monitoraggio da remoto;
- Archiviazione con campionamento al secondo di tutti dati della Smart Grid, con possibilità di visualizzazione in formato grafico (con tempo di accesso e di presentazione dati inferiore a 2 secondi per 16 tracce) o esportazione in formato tabellare; saranno inoltre già precalcolati raggruppamenti al minuto ed all’ora (minimo, massimo, media e deviazione standard nell’intervallo).
“Smart Grid Manager” (SGM): un sistema completo di tutte le funzioni richieste ad un gestore di rete:
- Regolazione di frequenza definita da curva P(f)
- Regolazione di tensione definita da curva Q(V)
- Eliminazione di picchi o variazioni troppo rapide di potenza attiva al punto di consegna (Peek Shaving)
- Regolazione scambio potenza attiva al punto di consegna secondo piano giornaliero e/o settimanale (Time Shifting)
- Carica / Scarica degli accumulatori in automatico per mantenere la massima disponibilità di intervento quando richiesto
- Ottimizzazione produzione / assorbimento potenza dei dispositivi che lo supportano (discriminando l’utilizzo dell’una o dell’altra fonte), con gestione delle priorità di attivazione e disattivazione
- Un pacco batterie non autoprodotto, di commercio ma rispondente anch’esso alle normative e, soprattutto, idoneo all’erogazione dei molti MegaWatt richiesti dalla rete.
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