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Applicazioni dei sistemi di accumulo elettrico a supporto della rete: analisi di casi studio. Progetto di un sistema di accumulo per il controllo del profilo di immissione in rete della potenza prodotta da un campo fotovoltaico

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Applicazioni dei sistemi di accumulo elettrico a supporto della rete: analisi di casi studio. Progetto di un sistema di accumulo per il controllo del profilo di immissione in rete della potenza prodotta da un campo fotovoltaico

Il documento analizza le principali applicazioni dei sistemi di accumulo a supporto del sistema elettrico, riportando come esempio tre casi studio. Si riporta inoltre il progetto delle componenti hardware e degli algoritmi di controllo di base per un sistema costituito da una batteria litio-ioni connessa attraverso dispositivi di elettronica di potenza a un impianto fotovoltaico, per regolarizzare e livellare la curva di produzione.

Negli ultimi anni è in corso una trasformazione del sistema elettrico, grazie alla sempre maggiore presenza di generatori a fonti rinnovabili e generazione distribuita. Il sistema elettrico sta gradualmente perdendo la sua tradizionale struttura centralizzata ed evolve verso una struttura che vede i generatoriinstallati a tutti i livelli e anche in BT in prossimità degli utenti. La diffusione della generazione distribuita comporta diversi vantaggi sia per gli utenti che per i produttori di energia, ma implica anche una serie di criticità legati alla trasformazione in atto nel sistema elettrico, come congestioni di rete, diminuzione della riserva. Una delle soluzioni possibili può essere l’utilizzo di sistemi di accumulo. Si possono distinguere a questo riguardo i sistemi di accumulo centralizzati, di grossa taglia e installati a livello della rete di trasmissione, come gli impianti di pompaggio, e i sistemi di accumulo distribuiti, quali gli accumulatori elettrochimici di varia tipologia, che grazie alla loro modularità, possono essereinstallati direttamente nella rete di distribuzione e in prossimità dell’utenza.Nella prima parte del documento sono analizzate le principali applicazioni dei sistemi di accumulo a supporto del sistema elettrico, che sono classificate in tre categorie principali. Si riporta inoltre un confronto tra le principali tecnologie di accumulatori elettrochimici e si valuta l’attitudine delle tecnologie ad essere utilizzate nelle tre classi di applicazioni descritte. Sono stati inoltre sviluppati trecasi studio sulle applicazioni descritte, basati in parte su dati di letteratura e in parte su dati sperimentali. La seconda parte del documento riporta il progetto di un sistema di accumulo per il controllo del profilo di immissione in rete della potenza prodotta da un campo fotovoltaico. L’installazione in parallelo ad unimpianto fotovoltaico di un sistema di accumulo di energia elettrica permette di disaccoppiare la potenza prodotta dal generatore da quella assorbita dal carico e di rendere più regolare e prevedibile la potenza immessa o assorbita da rete. Con l’obiettivo di realizzare un sistema di piccola dimensione su cui provare diversi algoritmi di controllo per ottimizzare gli aspetti tecnico-economici si è deciso di progettare e realizzare un sistema da applicare a un’utenza domestica da 3 kW. Nel documento si riporta l’analisi degli aspetti normativi, un confronto tra le diverse possibili soluzioni hardware, il dimensionamento dei componenti e le funzioni da assegnare ai diversi blocchi. Si è provveduto a verificare la correttezza del progetto e gli algoritmi di controllo di base attraverso l’ambiente di simulazione Matlab-Simulink -SimPowerSystem.

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