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rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto “Accumulo di energia elettrica” – Attività 2014

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Progetto “Accumulo di energia elettrica” – Attività 2014

Il documento presenta la sintesi dei risultati conseguiti nelle ricerche relative allo sviluppo delle tecnologie, alla sperimentazione per valutazioni prestazionali/diagnostiche e per lo sviluppo di modelli d’accumulo di energia elettrica a supporto del sistema elettrico.

Il presente documento riporta una sintesi dei principali risultati delle attività svolte nel Piano Annuale di Realizzazione (PAR) 2014 del progetto “Accumulo di energia elettrica”. Il documento si articola in un capitolo introduttivo dove si riportano i principali programmi di ricerca nazionali e internazionali, e i principali obiettivi del progetto triennale, a cui seguono quattro capitoli relativi ad obiettivi specifici del PAR 2014 per i quali si riportano i principali risultati, le motivazioni della ricerca, nonché le fasi di sviluppo della stessa e un breve riassunto dell’attività svolta nel precedente PAR. Nel cap. 6 si indicano le collaborazioni con le università e con l’industria. Seguono poi i capitoli 8 e 9 con una brevedescrizione delle attività svolte nei gruppi di lavoro nazionali e internazionali: EERA, IEC, CENELEC e CEI. L’azione di diffusione delle conoscenze si è esercitata in modo continuo attraverso la pubblicazione di articoli e presentazioni, e le collaborazioni con AEEGSI, ANIE, AEIT, FIAMM e Telecom Italia. L’obiettivo generale del progetto è la sperimentazione di sistemi di accumulo di energia elettrica di piccola taglia, finalizzate allo sviluppo di modelli d’invecchiamento, diagnostici e di procedure di gestione delle batterie, e lo sviluppo di tecnologie di accumulo elettrochimico ad alta temperatura.

Il progetto si articola in due sottolinee: 
•Sottolinea 1 – Sistemi di accumulo elettrochimici; 
•Sottolinea 2 – Mono-cella ad alta temperatura Na-beta.

Relativamente alla sottolinea 1, le attività svolte hanno riguardato (capitoli 2.2, 2.3 e 2.4): 

•lo sviluppo di un nuovo algoritmo di stima dello stato di carica delle batterie litio-ioni, basato sul modello elettrico del primo ordine della cella, in grado di correggere eventuali offset nella misura della corrente di cella e di portare ad una stima corretta anche in seguito ad una inizializzazione errata;
•la prosecuzione delle prove di vita per verificare il miglioramento offerto da un sistema di accumulo ibrido (batteria-supercondensatore) rispetto all’impiego di una batteria; 
•la modellazione della batteria Redox al vanadio installata nella test facility di GD di RSE, attraverso una serie di test di caratterizzazione;
•l’attività normativa sulle batterie a circolazione di elettrolita.

Per quanto riguarda la sottolinea 2, le attività sono indirizzate allo sviluppo di una configurazione dicella planare per batterie ad alta temperatura di tecnologia sodio cloruro di nichel. Queste batterie possono svolgere un ruolo importante a supporto della trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica, intervenendo in condizioni di buchi di tensione e/o instabilità della tensione e della frequenza e, ingenerale, per il miglioramento della power quality. Per questo tipo di applicazioni il sistema di accumulo deve essere caratterizzato da tempi di risposta molto rapidi ed elevate prestazioni in potenza.
In quest’ottica, la realizzazione di una configurazione planare di batteria consentirebbe di ottenere batterie caratterizzate non solo da elevate densità di energia (tipiche di questa tipologia di accumulo) ma anche da densità di potenza migliorate. In questo PAR è proseguita la realizzazione e la verifica di nuove tenute metallo/ceramica per batteria sodio beta con geometria planare. La tenuta è relativa allagiunzione tra il metallo del corpo della cella e l’elettrolita ceramico di beta allumina, che funge da membrana a trasporto ionico tra i due comparti anodico e catodico della cella.
E’ stata individuata una nuova tenuta che è stata sottoposta a prove con successo. I materiali impiegati come sigillanti, uno costituito da una pasta ceramica e l’altro innovativo costituito da materiale vetroso, hanno mostrato un buon comportamento; al termine delle prove non si sono evidenziati difetti del materiale.
Si ritiene quindi di aver progettato una tenuta adeguata alla configurazione planare della monocella della batteria sodio/cloruro di nichel, e si rimanda al cap. 3 per una sintesi dei risultati conseguiti.

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