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Trasporto e Stoccaggio dell’Energia: Come diventare “Smart” Milano, 11 Luglio 2011. Lo stoccaggio dell’energia: potenzialità e prospettive. Mario Conte Unità Tecnica “Tecnologie Avanzate per l’Energia e l’Industria” Unità di Coordinamento “Sistemi di Accumulo dell’Energia”.
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Trasporto e Stoccaggio dell’Energia: Come diventare “Smart” Milano, 11 Luglio 2011 Lo stoccaggio dell’energia: potenzialità e prospettive • Mario Conte • Unità Tecnica “Tecnologie Avanzate per l’Energia e l’Industria” • Unità di Coordinamento “Sistemi di Accumulo dell’Energia”
Cosa fa un sistema di accumulo? L’accumulo di energia consente di adattare efficientemente ed economicamente l’offerta e la domanda di energia
I vantaggi dell’accumulo di energia L’utilizzo dell’accumulo aggiunge flessibilità e qualità ai sistemi energetici in funzione della posizione, dell’applicazione e delle prestazioni richieste
L’accumulo: una nuova “dimensione” nelle reti elettriche 5 Dimensionidella Catena EnergeticaConvenzionale L’accumuloaggiungeuna"SestaDimensione“ alleretielettriche
Come accumulare energiaCaratteristiche principali di alcuni tipi o metodi di accumulo
L’accumulo nelle reti elettriche e per le fonti rinnovabili
L’evoluzione delle reti elettriche verso soluzioni “Smart” Ieri Oggi Domani Fonte: IEA 2011
Le possibili localizzazioni dell’ accumuloParti in rosso Caratteristiche e funzioni variano con la posizione e l’applicazione
Evoluzione dell’accumulo nelle reti elettriche Dal pompaggio di acqua a…..
Uso nelle reti elettriche Fonte: EPRI 2008
Esempi di analisi economica dell’uso dell’accumulo(Studio SANDIA 2009 su 10 anni)
CAES (compressed air energystorage)Principio di funzionamento L’aria è compressa a pressioni molto alte (35-85 bar) in caverne sotterranee a basso costo e viene successivamente utilizzata per produrre potenza di picco, facendo espandere l’aria accumulata in una turbina.
Accumulo di energia termica: esempi di accumulo di calore sensibile stagionale (acquiferi)
Batterie SODIO - ZOLFO PIOMBO ACIDO VANADIO REDOX A FLUSSO LITIO-IONE
Batterie – esempi di applicazioni Sodio - zolfo LITIO-IONE
Principali sistemi di accumulo dell’idrogeno • Sistemi di accumulo convenzionali • Idrogeno compresso • Serbatoi criogenici (dewar) • Combustibili liquidi (metanolo, etanolo, benzina, ecc.) con reformer • Sistemi di accumulo innovativi • Idruri metallici • Composti chimici (reversibili ed irreversibili) • Nanostrutture di carbonio • Nanotubi • Grafite • Fullerene
Grado di sviluppo ed applicazione di alcune tecnologie dell’accumulo di energia Fonte: Sandia (modificato)
Il mercato mondiale attuale dei sistemi di accumulo nelle reti elettriche Pompaggio acqua 99% Ni-Cd 35 Piombo Litio Redox Fonte: FraunhoferInstitute
Evoluzione del mercato mondiale dei sistemi di accumulo nelle reti elettriche Fonte: FraunhoferInstitute
Accumulo elettrochimico Ricerca e sviluppodinuovimateriali per • Batterie al piombo • Batterie al litio innovative • Supercondensatorielettrochimici • Ricerca e sviluppodiliquidiionici per varisistemidiaccumulo
Accumulo elettrochimico per le reti elettriche Ricerca e sviluppodinuovimateriali per • Nuovimaterialicatodiciedanodici • Benckmarkingbatteriecommerciali • “Second life” batterie al litio • Dimostrazioni
Una batteria al litio per una funicolare • L’applicazione alla Funicolare di Bergamo • Recupero dell’energia in frenata • Livellamento del carico di potenza • Riserva di energia e potenza in emergenza • Una batteria completa da 100 kW and 17,5 kWh è stata progettata ed acquistata.
Carro-ponte con l’aggiunta di un sistema di accumulo (supercondensatori) – Prove al banco Il massimo risparmio ottenibile dall’aggiunta di un pacco di supercondensatori elettrochimici è stato del 31% di energia elettrica rispetto al sistema senza supercondensatori.
Laboratori di prova di sistemi di accumulo • Sistema di laboratori integrati • Stazioni di prova per batterie fino a 450 V e 600 A. • Stazione di prova per supercondensatori • Camere climatiche per prova di componenti a temperatura controllata (da -40 °C a +100 °C) Ciclatori per batterie Camera climatica Ciclatori per celle Stazione prova SC