La cumpatibbilità dâ riti dû sistema di sarbamentu di l'enirgìa sta dumannannu si sti sistemi di batterii ponnu mèttiri nta l'infrastruttura elèttrica ca custrujemu 50-70 anni fa senza ca tuttu va di latu. La riti elettrica fu pruggittata pi na dirizzioni: l'elittricità scurri dê chianti elettrichi â tò casa. Fini dâ storia. Ora cercamu di farilu funziunari cu batterii ca càricanu, scaricanu e càncianu ntra li dui ‘n sicunni.
La difinizzioni tècnica trasi nta li paràmitri di vurtaggiu, la risposta a friquenza e l’armònichi. Ma chiḍḍu ca si tratta è si lu sistema di archiviazzioni joca bellu cu tuttu lu restu cunnessu â griglia. Pò rispùnniri ê signali di l'upiraturi dâ riti? Cria nu scrùsciu elèttricu ca ruvina autri apparecchiaturi? Ristarà stàbbili quannu li cunnizzioni dâ griglia càncianu?
Picchì la velocità è cchiù mpurtanti dâ capacità
La maggiuranza dâ genti si cuncentra ncapu a quantu enirgìa na battirìa po sarbari. Chistu è megawatt-uri (MWh). Ma pâ cumpatibbilità dâ riti, lu valuri di putenza ‘n megawatt (MW) e quantu vilocimenti po rispùnniri cuntànu ô stissu modu.
La Riserva di Putenza di Hornsdale nta l’Australia dû Sud dimustrò quarchi cosa di mpurtanti - ca la so stallazzioni di battirìi Tesla di 100 MW/129 MWh putissi passari di zeru a putenza cumpleta nta 140 millisicunni. Li chianti a gas tradizziunali ànnu bisognu di 10-15 minuti pi accuminciari e arrivari a na pruduzzioni cumpleta. Sta diffirenza è granni quannu si cerca di mantèniri stàbbili la friquenza dâ griglia. La friquenza àvi a stari ntra 49,9 e 50,1 Hz nta l’Australia (o 59,9-60,1 Hz nta l’Amèrica dû Nord), e li diviazzioni fora di ḍḍu ranghi ponnu danniari l’attrizzatura o attivari guasti a cascata. Li dati di teslamag.de mustraru ca sta battirìa rispunnìa a nu viaggiu nnâ chianta di carboniu nnô Sud Australia cchiù velocimenti di qualegghiè autra risursa nnâ riti.
Lu prubblema dâ friquenza ca nuḍḍu pruggittava
Li grigli funzionanu cu na currenti altirnata, ca oscilla a na certa friquenza. Nnô Nord America è 60 Hz, nnâ majurìa di l’autri posti è 50 Hz. Quannu ginirazzioni e càrricu sunnu ‘n equilibbriu, a friquenza arrimani stàbbili. Quannu c'è na pèrdita mpruvvisa di ginirazzioni - na chianta elettrica s'arritira offline - la friquenza cala. Li riti tradizziunali lu manijavunu cu riservi di spinning, praticamenti chianti elettrichi ca funziunàvunu sutta la capacità ca putìanu aumintari rapidamenti.
Li batterii canciaru l'equazziuni. Ponnu iniettari putenza quasi istantaneamenti, ma ponnu macari scaricari â stissa manera si nun sunnu cuntrullati currettamenti. Chistu cria novi sfidi di cumpatibbilità picchì li sistemi di cuntrollu dâ griglia foru pruggittati ntunnu ê carattirìstichi di risposta cchiù lenti dâ ginirazzioni cumminziunali.
Standard ca nun ponnu tèniri lu passu
IEEE 1547 è lu standard principali ntê Stati Uniti pi culligari risursi enirgètichi distribbuiti. L'agghiurnamentu dû 2018 avìa a risolviri li prubblemi câ virsiuni dû 2003, ca fu scritta prima ca esistìa na battirìa 'n scala larga-. Ma macari lu standard dû 2018 nun cumprenni tuttu chiḍḍu ca li sistemi di archiviazzioni hannu a fari.
La California arrivau a 10.000 MW di capacità di battirìa stallati a l'iniziu dû 2024 sicunnu li dati di l'Upiraturi di Sistemi Nnipinnenti dâ California dispunìbbili supra caiso.com. La gran parti di chisti stallazzioni sunu chimichi di fusfatu di ferru di litiu (LiFePO4) cu na dinsità enirgètica di circa 90-120 Wh/kg. Cchiù vasciu di 150-200 Wh/kg ca si uttèninu cu li batterii NMC, ma cchiù stàbbili a timpiraturi auti e na durata dû ciclu megghiu pi applicazzioni a riti.
Lu prubblema è ca ogni utilità agghiuncìu li so riquisiti supra l'IEEE 1547. Hawaiian Electric havi nu nzemi di règuli. PG&E n’havi diversi. Chiḍḍu ca funziona pi n'installazzioni di battirìi 'n California putissi nun suddisfari li riquisiti dû Texas o di New York. Nun c'è na standardizzazzioni vera, ca renni l'aumentu dâ scalatura di l'archiviazzioni cchiù cara di quantu avissi a èssiri.
Li nvirtura sunnu lu veru collu di buttiglia
Lu nvirtituri è unni l'alimentazzioni dâ battirìa DC si cummirtuti 'n putenza dâ riti CA. È macari lu puntu di suffocazzioni dâ cumpatibbilità. Li muderni nvirtura ligati a griglia-ànnu a rigulari lu vurtaggiu, supportari la putenza riattiva, risposta a friquenza e cumunicari cu l’upiratura dâ griglia usannu prutucoli comu DNP3 o Modbus. Quarchi nvirtituri po fari tuttu chistu bonu. Autri nun ponnu.
Quannu hai cchiù sistemi di archiviazzioni nnô stissu circùitu di distribbuzzioni, li so nvirtura ponnu cummàttiri l'unu cu l'autru. Nu sistema cerca di aumintari lu vurtaggiu, n’autru cerca di abbassàrilu. Chistu cria oscillazzioni ca ponnu danniari l’attrizzatura o spuntari li rilè prutittivi. Pi cuurdinari cchiù nvirtura abbisogna di sistemi di cuntrollu sufisticati ca la gran parti di l'utilità nun àvi ancora.
Pruggetti riali, prubblemi riali
La struttura di sarbamentu di l'enirgìa di Moss Landing ntâ California è attuarmenti una di li cchiù granni stallazzioni di batterii 'n tuttu lu munnu - 3.000 MW sicunnu la ducumintazzioni di Gas e Elèttricu dû Pacìficu a pge.com. Pò passari di càrrica cumpleta a scarica cumpleta ‘n menu di nu sicunnu, ca lu renni prizziusu pâ rigulazzioni dâ friquenza e pâ gistioni dâ dumanna màssima.
Ma la cumpatibbilità nun era autumàtica. PG&E appi a agghiurnari li trasfurmatura e l'attrizzatura di prutizzioni ntô puntu di ntircunnissioni. Avìanu bisognu di novi sistemi di cuntrollu pi cuurdinari la battirìa cu autri risursi di ginirazzioni. Lu pruggettu pigghiaru tri anni di l'approvazzioni ô funzionamentu e na parti mpurtanti di chiḍḍu tempu fu passata a studi di 'ntigrazzioni dâ riti e aggiornamenti di l'infrastrutturi.
Li stallazzioni di archiviazzioni distribbuiti cchiù nichi hanu sfidi diversi. Li sistemi risidinziali e cummirciali hanu a rispunniri ê standard di sicurizza UL 9540 e UL 1973. Hanu a rispittari li còdici elèttrici lucali ca càncianu assái ntra li giurisdizzioni. Quarchi postu havi bisognu di capacità di arrestu rapidu. Autri obbliganu spicìfici cummutatura di disconnessioni o sistemi di suppressioni dû focu.
Lu costu dâ cumpatibbilità
Suddisfari li riquisiti di ntircunnissioni junci lu 15-20% ô costu stallatu di nu sistema di archiviazzioni. Chistu cumprenni apparecchiaturi di prutizzioni spicializzati, hardware di cumunicazzioni, studi supra la qualità di l'energìa e tassi di ntircunnissioni di l'utilità. Pî pruggetti cchiù nichi, chisti costi ponu ammazzari completamenti l'ecunumìa. Nu sistema di archiviazzioni cummirciali di 500 kWh putissi aviri sensu pâ riduzzioni dâ càrrica dâ dumanna, ma non si s'hannu a spinniri 50.000$ 'n supra pê riquisiti di ntircunnissioni.
La Girmania àvi standard diversi attraversu lu VDE ca nun su' alliniati chî riquisiti di l'IEEE. L’attrizzatura pruggittati pû mircatu dû Nord America spissu hannu bisognu di modifichi hardware pi funziunari nta l’Europa. Chistu frammenta lu mircatu e evita lu tipu di ecunumìi di scala di produzzioni di massa ca abbassaru li costi dî pannelli sulari.
Chi succedi quannu li batterii 'nvicchianu
Li batterii ô litiu si digradanu. La capacità sbiadisci, la risistenza nterna aumenta e lu rinnimentu diminuisci ntô tempu. Nu sistema di battirìi ca suddisfacìa tutti li riquisiti dâ riti quannu era novu putissi aviri difficultà doppu 5-7 anni di ciclismo pisanti.
Li còdici dâ griglia nun tèninu cuntu di chistu digradazzioni. Lu sistema havi a èssiri cunfurmi pi tutta la sò durata privista di 10-15 anni. Li sistemi di cuntrollu s’hannu a adattàri ô canciamentu dî carattirìstichi dâ battirìa. Quarchi stallazzioni di archiviazzioni antica havi prubblemi unni li batterii digradati nun ponnu dari li tempi di risposta o li liveḍḍi di putenza ca accuminciannu prumittìru a l'upiratura dâ riti.
Nun c'è n'approcciu standard pi manijari chistu. Quarchi sviluppaturi di pruggetti accuminciannu supirau li soi sistemi, chianificannu lu degradu. Autri ùsanu sistemi sufisticati di gistioni dî batterii ca aggiustanu li paràmitri upirativi mentri li batterii vècchianu. Ma chistu agghiunci cumplessità e costi ca non c'erunu ntê primi mudelli di pruggettu.
A sfida dâ ‘ntigrazzioni rinnovabbili
L'auta pinètrazzioni rinnovabbili cria rampi ripidi ca l'archiviazzioni havi a maniari. Quannu la pruduzzioni sulari si scippa la sira, li batterii si scaricanu pi culmari lu divariu. Quannu lu ventu arricògghi â ‘mprovvisa duranti la notti, li batteri si càricanu pi assuppari la ginirazzioni eccessiva.
Coordinari chistu ntra migghiaia di sistemi di archiviazzioni sìnguli è nu prubblema di cuntrollu ca li grigli nun avìanu affruntatu prima. Avìssiru bisognu ri monitoraggiu ‘n tempu riali-, 'na cumunicazzioni viloci e arguritmi ca ponnu ottimizzari a ‘nviazzioni ntra risursi distribbuiti. Quarchi riggiuni sta custruennu chisti capacità. Autri funzionanu ancora cu sistemi di cuntrollu di l'anni '80 ca ponnu manijari appena la ginirazzioni cumminziunali, e mancu migghiara di batterii ca ponnu canciari la so pruduzzioni 'n millisicunni.
L'infrastruttura Nuddu voli finanziari
Li sustinitura dû cunservamentu pàrranu dî batterii ca cunsentunu enirgìi rinnivàbbili. Chistu è veru sulu si l'infrastruttura dâ riti pò manijari lu flussu di putenza bidiritziunali. Nta tanti posti, non pò. Li trasfurmatura di distribbuzzioni foru pruggittati pi nu flussu di putenza a una -viazzioni. Li schemi di prutizzioni assùmunu ca la currenti di guastu veni dû sistema di trasmissiuni, no dî batteri dâ riti di distribbuzzioni.
L'agghiornamentu di chista nfrastruttura custa miliardi. Li utilità non volunu spinniri soddi pi l'aggiornamenti ca putissiru non pagari pi dicenni. Li regolaturi hannu difficultà a appruvari l'aumenti dê tassi pi l'infrastrutturi ca li clienti non vìdunu direttamenti. Quinni li limitazzioni di cumpatibbilità pirsìstinu picchì li basi nun su' pi supportari chiḍḍu ca ponnu fari li sistemi di archiviazzioni.
Unni stannu li cosi
L'Australia e la California mpararu cchiù assai ncapu la ntigrazzioni di l'archiviazzioni nnâ scala griglia- di qualegghiè autra banna. Li sò granni distribbuzzioni espuneru prubblemi ca non erunu chiari ntê pruggetti pilotu. Sviluppàru standard cchiù boni, sistemi ri cuntrollu migghiurati e pirsonàli ri utilità furmatu ca capisci comu upirari i riti cu 'na capacità ri archiviazzioni ‘mpurtanti.
Ma non c'è nu libbru di jocu univirsali. Chiḍḍu ca funziona ntâ l'Australia dû Sud câ sò griglia isulata putissi non èssiri valida pô Texas cû sò sistema ntircunnessu massicciu. L'approcciu dâ California pâ gestioni dê risorsi di archiviazzioni non si traduci direttamenti ntê riggiuni cu strutturi di mircatu o quatri normativi diversi.
La cumpatibbilità dâ riti dû sistema di sarbamentu di l'energìa arresta nu travagghiu 'n corsu. A tecnuluggìa esisti. Li standard stannu migghiurannu. La spirènzia s'accumula. Ma pi fari funziunari li batterii ‘n manera affidàbbili cchî riti elèttrichi ca nun foru pruggittati pi iḍḍi ci voli tempu, pìcciuli e apprinnimentu istituzzionali ca nun si ponnu affruntari. Quarchi riggiuni lu capisci cchiù velocimenti di autri, e chiḍḍi ca non pàgghianu costi cchiù auti pi riti cchiù picca affidabbili di quantu putìssiru aviri.