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STOCCAGGIO: L’ENERGIA QUANDO E DOVE SERVE

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La prima isola energetica in Europa
Il sistema di stoccaggio off-grid

Intervista all’ing. Carlo Parmeggiani, direttore generale di Fiamm Energy Storage Systems

La produzione discontinua, legata alle variazioni climatiche e all’alternanza giorno/notte, è il problema principale dei sistemi che generano energia da fonti rinnovabili. La soluzione più innovativa arriva dal Nordest, dall’isola e l’oasi energetiche del gruppo vicentino Fiamm.
Due sistemi che attraverso le batterie al sodio-cloruri di nickel, comunemente dette batterie al sale, immagazzinano l’energia in grandi accumulatori e la cedono quando serve, creando una gestione dell’energia intelligente. L’energia è sempre disponibile in modo autonomo e indipendente.

La prima isola energetica in Europa
Nello stabilimento di Almisano del Gruppo Fiamm, in provincia di Vicenza, è nata Green Energy Island, la prima isola energetica in Europa, connessa alla rete e regolata da accumulo. Si tratta di un impianto per la produzione di energia da fotovoltaico dotato di un sistema per lo storage di energia innovativo, che consente un aumento notevole dell’efficienza nell’utilizzo dell’energia prodotta da fonti rinnovabili e risultati efficaci sul fronte della riduzione delle emissioni di CO₂. Una possibilità applicabile anche ai piccoli impianti di generazione in grado di garantire, ad esempio, l’autonomia energetica di un condominio, di una piccola azienda o di comunità nei paesi in via di sviluppo.

L’isola energetica è stata realizzata in collaborazione con Galileia, spin-off dell’Università di Padova, Terni Energia Spa, Elettronica Santerno (Gruppo Carraro) e Prosoft e prevede sia un impianto fotovoltaico con una superficie di 4.500 mq, sia un sistema di accumulo modulare con batterie al sale Fiamm Sonick per un totale di 230 KWh.
 Inaugurata a giugno, produrrà energia da fotovoltaico per circa 200 mila kWh/anno, equivalente al consumo annuo di 40/50 famiglie. Un sistema di accumulo modulare con batterie al sale capace di immagazzinare in media circa il 40% dell’energia prodotta e di renderla disponibile quando richiesto. Si calcola che un’isola energetica come quella di Almisano consente una riduzione delle emissioni di CO₂ pari a 106 tonnellate l’anno.

Il sistema di stoccaggio off-grid
Il prototipo di Fiamm Energy Oasis è un impianto per la produzione e lo stoccaggio di energia da fonti rinnovabili compatto, trasportabile, consegnato “plug & play”, pronto al funzionamento, e appositamente creato per risolvere il problema dell’autosufficienza energetica nelle aree prive di energia o non servite da reti elettriche.
Un sistema pre-assemblato, contenuto in un container e dotato di sistema inverter, in grado di produrre energia da pannelli fotovoltaici, da una pala eolica telescopica ed eventualmente da una piccola turbina idraulica o generatore a biomasse. Lo scopo dell’oasi energetica è immagazzinare parte dell’energia prodotta, in modo da poterla utilizzare in assenza o scarsità di sole e vento, attraverso un sistema composto da batterie per accumulo.

Nel mettere a punto questa soluzione tecnologica, il gruppo veneto ha pensato soprattutto ai paesi in via di sviluppo, dove la mancanza di reti elettriche rende veramente indispensabile trovare delle soluzioni alternative. Si tratta di fornire un prezioso aiuto a tutte quelle persone che vivono senza energia elettrica (si stima che siano circa 2,5 miliardi nel mondo) e che hanno bisogno, ad esempio, di pompare acqua da rendere potabile, di alimentare un gruppo frigorifero o una piccola unità ospedaliera.
 

Intervista all’ing. Carlo Parmeggiani, direttore generale di Fiamm Energy Storage Systems
In previsione dell’intervento all’Energy Storage Conference “FIAMM green energy island: la soluzione italiana per lo stoccaggio con batterie”  del prossimo 17 novembre nell’ambito dell’evento delle Energie Rinnovabili Enersolar+, abbiamo approfondito l’argomento con l’ing. Carlo Parmeggiani, direttore generale del progetto FIAMM “Energy Storage Systems”.

Ingegnere, come nasce l’idea di sviluppare la tecnologia delle batterie al sale per le rinnovabili e qual è il ruolo della ricerca?
L’idea nasce dall’evoluzione di diversi filoni di attività presenti in Fiamm. C’era già un’unità di ricerca e sviluppo che lavorava sulle batterie al sale con l’obiettivo di proporre questo prodotto nel settore dello standby. Lo sviluppo era partito nel 2004/2005.
In seguito, nel biennio 2008/2009 il Gruoppo si è interessato al fotovoltaico, con l’intenzione di investire in questo nuovo settore. Il core business di Fiamm è da sempre l’immagazzinamento di energia ed è stato naturale pensare di accoppiarlo all’installazione degli impianti fotovoltaici nei nostri stabilimenti. Questo è stato possibile anche grazie all’accelerazione del progetto “sale” dovuto all’acquisizione al 100%, in due fasi, di Mesdea, società svizzera dedicata alla produzione e allo sviluppo della tecnologia delle batterie al sodio cloruro di nickel (batterie al sale). La sinergia fra questi filoni ha consentito la realizzazione, con cognizione di causa, dell’impianto di Almisano.

Infatti, siccome l’energia da fonte rinnovabile non è programmabile, nasce quindi la necessità di immagazzinarla per usarla quando serve. I nostri progetti hanno dimostrato che la batteria al sale applicata al fotovoltaico, all’eolico, ecc. è un tecnologia che funziona. Grazie ad essa, infatti, è possibile regolare l’uso dell’energia da fonte rinnovabile. Grazie all’acquisizione di FZ Sonick, società svizzera dedicata alla produzione e allo sviluppo della tecnologia delle batterie al sodio cloruro di nickel (batterie al sale), siamo riusciti a realizzare l’impianto di Almisano.
L’energia da fonte rinnovabile non è programmabile, quindi la necessità principale è immagazzinarla per usarla quando serve. I nostri progetti hanno dimostrato che la batteria al sale applicata al fotovoltaico, all’eolico, ecc. è un tecnologia che funziona. Grazie ad essa, infatti, è possibile regolare l’uso dell’energia da fonte rinnovabile.

Per quanto riguarda il ruolo della ricerca, le competenze necessarie allo sviluppo sono di vario tipo. Ad esempio è fondamentale lo studio di nuovi materiali e dell’accoppiamento inedito di essi, attraverso tecniche innovative come le saldature metallo ceramica a tenuta perfetta nel tempo.
Le batterie al sale sono completamente ecologiche, si in fase di funzionamento che a fine vita. Sono composte, infatti, esclusivamente da materiali quali: cloruro di sodio, nickel, acciaio e ceramica. Tutti materiali riciclabili.
Abbiamo sfruttato le conoscenze del gruppo, nato internamente a Fiamm, per lo studio della cella dal punto di vista elettrochimico, meccanico e termico. Di grande importanza anche l’innovazione nella parte elettronica a bordo della batteria riguardante ad esempio la velocità di carica e scarica, il sistema di controllo e la gestione nell’interfaccia con l’elettronica di potenza quale l’inverter.

Come valuta le soluzioni per lo storage energetico relativo alle FER? Quali sono le prospettive e le differenze che ci saranno tra i diversi settori di produzione?
Le Fer sono il futuro e quindi è indispensabile gestire la produzione e il consumo di energia in base all’esigenza dei consumi. L’idroelettrico ad esempio è sempre (o quasi) regolabile, mentre sole, vento e una quota di biomasse non lo sono. Pertanto lo storage di energia  diventa essenziale per continuare lo sviluppo delle Fer, garantendo la disponibilità di energia ai consumi, anche in assenza di sole e vento. Oltre a delle soluzioni per lo storage serviranno dei sistemi per regolare la rete, visto la dislocazione dei punti di produzione. Il grande sviluppo delle Fer necessita di un sistema di compensazione: lo storage.
Inoltre, i grandi Paesi che si stanno sviluppando velocemente mostrano problemi  di capienza delle reti, che a loro volta possono essere gestiti con sistemi di storage che possono fornire ai consumatori, nelle ore di punta, l’energia che le reti non sono in grado di trasportare.

Il mondo richiede  sia  sistemi “on-grid” che “off-grid” e lo stoccaggio è fondamentale per entrambi. Si dovrà, inoltre, tenere conto che  chi oggi non ha energia ed installa sistemi “off grid “ nel  futuro dovrà/potrà essere integrato al sistema di nuove reti.

Nei casi di sistemi energetici isolati dalla rete, grazie alle nuove tecnologie di storage quali possono essere i risvolti economico-sociali dello sviluppo energetico locale?
Dal punto di vista sociale il problema fondamentale e primario rimane quello di far avere l’energia elettrica a tutti. Sarà indispensabile promuovere delle politiche in questo senso per evitare la disparità che può generare problematiche legate all’immigrazione e alle guerre.
I governi devono sviluppare le fonti di energia alternative a quelle inquinanti. In Africa, ad esempio, in passato i governi centrali e quelli locali hanno permesso di sperimentare qualsiasi cosa. Il nostro progetto Oasi, invece, è stato ideato per minimizzare il rischio d’inquinamento, visto che l’alternativa in quei luoghi isolati è un turbogeneratore a gasolio che non è certamente altrattanto ecologico.

Secondo Lei come risponderà il mercato delle FER, e dei sistemi di storage ad esso collegato, nel momento in cui la produzione da FER non sarà più incentivata?
La grid parity sarà raggiunta in pochissimi anni. Pertanto, le Fer potranno essere sviluppate in futuro anche senza incentivi, nonostante le resistenze di chi ha degli interessi contrari alle energie alternative. Inoltre, considerando la necessità di ridurre inquinanti e CO₂e tenendo presente che complessivamente  aumenterà il consumo di energia elettrica, sarà necessario  un cambiamento radicale  culturale al tema, con sviluppo ulteriore delle Fer. Gli incentivi servono per sviluppare nuove tecnologie e non per drogare i mercati.
Pertanto, la grid parity comporterà come conseguenza fisiologica il ruolo centrale dello storage.

Per approfondimenti:
Energy Storage Conference
www.fiamm.com

Elena Guzzonato
redazione@energheiamagazine.eu

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