Informazioni necessarie su ESS (Energy Store System)

Un sistema di accumulo di energia domestica, noto anche come sistema di accumulo di energia residenziale o semplicemente sistema di batterie domestiche, è una tecnologia che consente ai proprietari di casa di immagazzinare l'elettricità generata da fonti di energia rinnovabili o durante i periodi di bassa domanda di elettricità e di utilizzarla quando necessario. Questi sistemi sono progettati per fornire una serie di vantaggi ai proprietari di casa, tra cui una maggiore indipendenza energetica, una riduzione delle bollette elettriche e un'alimentazione di riserva durante le interruzioni.

Come funziona un tipico sistema di accumulo energetico domestico:

• Dispositivo di accumulo di energia: Il componente principale di un sistema di accumulo energetico domestico è il dispositivo di accumulo dell'energia, che spesso è un pacco batterie. Queste batterie possono essere agli ioni di litio, ai polimeri di litio o di altri materiali chimici progettati per applicazioni residenziali. Le dimensioni e la capacità della batteria dipendono dalle esigenze e dagli obiettivi energetici del proprietario.
• Integrazione delle energie rinnovabili: Molti proprietari di case installano pannelli solari sui loro tetti per generare elettricità dalla luce del sole. Durante i periodi di irraggiamento solare, l'energia in eccesso generata dai pannelli solari può essere immagazzinata nel sistema di accumulo dell'energia domestica anziché essere inviata alla rete. L'energia immagazzinata può essere utilizzata di notte o durante le giornate nuvolose, quando la produzione solare è limitata.
• Connessione alla rete: I sistemi di accumulo energetico domestici sono tipicamente collegati alla rete elettrica. Questo collegamento ha due scopi principali: In primo luogo, consente al sistema di prelevare elettricità dalla rete durante le ore non di punta, quando i prezzi dell'elettricità sono più bassi, immagazzinandola per utilizzarla durante i picchi di domanda o quando la rete è interrotta. In secondo luogo, consente ai proprietari di casa di rivendere l'energia in eccesso alla rete quando la loro produzione di energia rinnovabile supera il loro fabbisogno immediato, guadagnando potenzialmente crediti o compensazioni da parte dell'azienda elettrica (net metering).
• Sistema di gestione dell'energia: Un sistema di accumulo energetico domestico è dotato di un sistema di gestione dell'energia che controlla quando il sistema si carica, si scarica o interagisce con la rete. Questo sistema è solitamente automatizzato e può essere programmato per dare priorità a diverse funzioni in base alle preferenze dell'utente e alle tariffe dell'utenza.
• Alimentazione di riserva: Uno dei vantaggi significativi dei sistemi di accumulo di energia domestici è la loro capacità di fornire energia di riserva durante le interruzioni della rete. Quando si verifica un'interruzione di corrente, il sistema può passare automaticamente all'alimentazione a batteria, assicurando che gli elettrodomestici e i sistemi essenziali dell'abitazione rimangano operativi.
• Risparmio energetico: I proprietari di casa possono ottimizzare l'uso dell'elettricità e ridurre le bollette utilizzando l'energia accumulata durante i picchi di domanda, quando le tariffe elettriche sono più alte. Ciò può comportare un significativo risparmio economico nel tempo.
• Vantaggi ambientali: Utilizzando l'energia rinnovabile immagazzinata e riducendo la dipendenza dai combustibili fossili, i sistemi di accumulo energetico domestico contribuiscono a ridurre l'impronta di carbonio e a combattere il cambiamento climatico.
• Indipendenza energetica: I proprietari di case con sistemi di accumulo di energia guadagnano un certo grado di indipendenza energetica. Sono meno dipendenti da fonti di elettricità esterne e hanno un maggiore controllo sull'utilizzo dell'energia.
• Monitoraggio e controllo a distanza: Molti sistemi di accumulo energetico domestico possono essere monitorati e controllati a distanza tramite applicazioni per smartphone o interfacce basate sul web, consentendo ai proprietari di casa di monitorare il consumo energetico e le prestazioni del sistema.

I sistemi di accumulo di energia per uso domestico stanno diventando sempre più popolari con l'aumento dell'adozione delle energie rinnovabili e le sfide che le reti elettriche devono affrontare in termini di affidabilità e capacità. Questi sistemi offrono ai proprietari di casa un modo per sfruttare al meglio gli investimenti nelle energie rinnovabili e ridurre l'impatto ambientale, ottenendo al contempo un maggiore controllo sull'utilizzo e sui costi dell'energia.

I sistemi di accumulo dell'energia (ESS) sono di vari tipi, ciascuno con la propria tecnologia e le proprie caratteristiche. Questi sistemi sono progettati per immagazzinare energia per un uso successivo e sono fondamentali per bilanciare la domanda e l'offerta di elettricità, migliorare la stabilità della rete e integrare le fonti di energia rinnovabili nella rete elettrica.

Diversi tipi di sistemi di accumulo di energia:

• Batterie:
  • Batterie agli ioni di litio: Si tratta del tipo di batterie più comunemente utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni, dall'elettronica portatile ai veicoli elettrici (EV) e all'accumulo di energia su scala di rete.
  • Batterie al piombo: Comunemente utilizzato nei gruppi di continuità (UPS), nei sistemi di alimentazione di backup e in alcune installazioni di energia rinnovabile.
  • Batterie a flusso: Queste batterie immagazzinano energia in elettroliti liquidi e possono essere scalate per applicazioni di rete di grandi dimensioni. I tipi di batterie includono le batterie a flusso redox al vanadio e le batterie a flusso zinco-bromo.
  • Batterie al sodio-zolfo: Batterie ad alta temperatura con applicazioni per l'accumulo di energia in rete e l'integrazione delle fonti rinnovabili.
• Stoccaggio idroelettrico con pompaggio:
  • L'accumulo idroelettrico a pompaggio è una tecnologia matura che prevede il pompaggio dell'acqua da un serbatoio inferiore a un serbatoio superiore quando l'elettricità in eccesso è disponibile, per poi rilasciarla per generare elettricità nei periodi di alta domanda. È altamente efficiente e ampiamente utilizzata per l'accumulo di energia nella rete.
• Accumulo di energia termica:
  • Accumulo di calore sensibile: L'energia termica viene immagazzinata riscaldando o raffreddando un materiale solido o liquido, come sali fusi o rocce, che può poi rilasciare calore per produrre elettricità quando necessario.
  • Accumulo di calore latente: L'energia viene immagazzinata o rilasciata durante i cambiamenti di fase, come la fusione o il congelamento, di un materiale (ad esempio, ghiaccio, paraffina).
• Accumulo di energia ad aria compressa (CAES):
  • L'aria compressa viene immagazzinata in caverne o contenitori sotterranei e rilasciata per generare elettricità azionando una turbina. Alcuni sistemi CAES utilizzano l'accumulo di energia termica per migliorare l'efficienza.
• Accumulo di energia a volano:
  • I volani accumulano energia facendo girare un rotore ad alta velocità. Quando serve energia, l'energia cinetica del rotore viene riconvertita in elettricità. I volani offrono tempi di risposta rapidi e sono utilizzati in applicazioni che richiedono una rapida scarica di energia.
• Accumulo di energia dall'idrogeno:
  • L'idrogeno può essere prodotto per elettrolisi o con altri metodi quando è disponibile un eccesso di elettricità e poi immagazzinato per un uso successivo. Le celle a combustibile possono convertire l'idrogeno immagazzinato in elettricità quando necessario.
• Accumulo di energia magnetica superconduttiva (SMES):
  • I sistemi SMES immagazzinano energia nel campo magnetico di una bobina superconduttrice. Sono noti per l'elevata efficienza e i tempi di risposta rapidi, ma sono relativamente costosi.
• Ultracapacitori (Supercapacitori):
  • Gli ultracapacitori immagazzinano l'energia per via elettrostatica, garantendo una rapida scarica di energia e un'elevata densità di potenza. Vengono spesso utilizzati in combinazione con le batterie per fornire brevi picchi di energia.
• Accumulo di energia chimica:
  • I sistemi di accumulo chimico prevedono la conversione dell'energia elettrica in energia chimica, come idrogeno o combustibili sintetici, che possono essere immagazzinati e successivamente convertiti in energia elettrica attraverso la combustione o le celle a combustibile.
• Accumulo di energia per gravità:
  • Questa tecnologia emergente utilizza masse pesanti, come grandi blocchi o pesi, che vengono sollevate per accumulare energia potenziale e poi abbassate per rilasciarla, generando elettricità.

Sistemi diversi si adattano meglio a varie applicazioni, dallo stoccaggio residenziale su piccola scala allo stoccaggio di energia su scala di rete e all'alimentazione di backup per le infrastrutture critiche. Inoltre, i progressi nelle tecnologie di stoccaggio dell'energia continuano ad ampliare le possibilità di integrare le energie rinnovabili, migliorare la stabilità della rete e aumentare l'efficienza energetica.