Le fabbriche possono integrare sistemi di accumulo energetico per gestire i costi, garantire un approvvigionamento energetico costante e soddisfare i requisiti di sostenibilità. Tra i numerosi sistemi di accumulo energetico, le batterie al litio ferro fosfato (LFP) sono preferite per la loro sicurezza, lunga durata ciclica e ampio intervallo di temperatura operativa. Tuttavia, esistono molte batterie LFP e l'integrazione del sistema di accumulo energetico LFP più adatto richiede una comprensione delle esigenze specifiche della fabbrica, delle specifiche dei prodotti e delle offerte dei fornitori. Di seguito vengono forniti i framework più rilevanti per le fabbriche.

1. Iniziare con una chiara valutazione delle esigenze energetiche della fabbrica

Prima della selezione di un sistema di accumulo energetico LFP, è fondamentale che la fabbrica valuti i propri obiettivi energetici principali. Questo rappresenta il punto più importante per determinare le specifiche configurazionali del sistema.

Definire gli scenari applicativi principali: scegliere l'applicazione del sistema tra riduzione dei picchi di consumo (risparmio sui costi dell'elettricità durante le ore di punta), alimentazione di riserva (permettendo ai dispositivi critici di funzionare senza interruzioni), partecipazione a centrale elettrica virtuale (VPP) (generando ricavi aggiuntivi attraverso la regolazione della rete) o gestione dello squilibrio trifase (miglioramento della qualità dell'energia). In ciascuno di questi casi, il prodotto richiede una dimensionatura differenziata in base alla capacità e alla velocità di risposta. Nei casi di alimentazione di riserva, i sistemi sono progettati con capacità di commutazione rapida, mentre per la riduzione dei picchi di consumo sono necessari sistemi progettati con elevata capacità ed efficienza ciclica.

Derivare parametri energetici specifici: Determinare la potenza del sistema (kW) e la capacità di accumulo energetico (kWh) in base al profilo registrato di utilizzo dell'energia. Ad esempio, si consideri una fabbrica con un picco giornaliero di consumo elettrico pari a 500 kW e una differenza di 0,15 $/kWh sui prezzi dell'elettricità in fascia fuori orario (periodi di picco). Otterrebbe significativi risparmi sui costi con un sistema LFP da 200 kW/800 kWh.

Prevedere progettazione per futura espansione: Le fabbriche integrano nuove fonti energetiche (ad esempio pannelli solari in loco) e ampliano la produzione; i maggiori requisiti energetici e le nuove fonti energetiche dovrebbero già essere stati considerati con prodotti LFP progettati per l'espansione. Ciò consente di aggiornare il sistema anziché sostituirlo completamente, riducendo i costi a lungo termine.

2. Analizzare gli indicatori di prestazione dei prodotti LFP

Diversi prodotti di accumulo energetico LFP influiscono sull'efficienza operativa e sulla durata. Ogni fabbrica dovrebbe concentrarsi su tre indicatori principali:

Ciclo di vita e tasso di degrado: i prodotti LFP di qualità hanno un ciclo di vita di 3.000-6.000 cicli (a un livello di scarica dell'80%, DoD) e un degrado annuale inferiore al 2%. Si considerino, ad esempio, i prodotti LFP di quarta generazione (come quelli di fornitori esperti) che funzionano in modo ottimale con materiali degli elettrodi e presentano un ciclo di vita migliorato superiore a 5.000 cicli; ciò significa che gli LFP funzioneranno in sicurezza per 10-15 anni.

Prestazioni di sicurezza. La sicurezza è fondamentale per l'accumulo di energia in ambito industriale e deve essere prioritaria. È consigliabile scegliere prodotti dotati di meccanismi di protezione multilivello, come protezione da sovraccarica/sotto-scarica, protezione da cortocircuito e prevenzione della fuga termica. La chimica LFP, a differenza di altri tipi di ioni di litio, è relativamente più termicamente stabile, ma un sofisticato sistema BMS riduce al minimo i rischi di incendio/esplosione.

Efficienza energetica. L'efficienza di ricircolo (RTE) del sistema LFP dovrebbe essere superiore all'85%. Maggiore è l'RTE, minore è la perdita energetica. Per un'azienda che utilizza 10.000 kWh di energia accumulata ogni mese, un aumento dell'RTE dall'85% al 90% consente un risparmio di 500 kWh all'anno.

L'esperienza e le conoscenze specialistiche del fornitore sono fondamentali per la realizzazione del progetto di accumulo energetico LFP. È quindi essenziale che le aziende non stipulino contratti o partnership con fornitori concentrati esclusivamente sull'accumulo energetico per consumatori o su piccola scala, ma piuttosto scelgano fornitori che abbiano dimostrato una specializzazione nel settore industriale e commerciale (C&I).

Valutare l'esperienza e l'evoluzione del prodotto: ricercare fornitori con almeno un decennio di esperienza nel settore dello storage energetico commerciale e industriale (C&I). I fornitori che hanno sviluppato innovazioni nello storage energetico fin dagli anni 2000 e che hanno realizzato iterazioni o aggiornamenti del prodotto fino alla quarta generazione sono probabilmente in grado di comprendere le criticità presenti in fabbrica, che possono includere il funzionamento in ambienti industriali difficili (alte temperature, polvere) e l'integrazione complessa con le reti elettriche delle fabbriche.

Valuta la personalizzazione: in termini di consumo energetico, le fabbriche sono diverse tra loro e soluzioni predefinite o pronte all'uso difficilmente saranno sufficienti. I migliori fornitori possono sviluppare soluzioni energetiche personalizzate complete, che includono progettazione del sistema, installazione e manutenzione post-esercizio. Sono necessari fornitori esperti, poiché la fabbrica potenziata con sistemi ibridi LFP che integrano supercondensatori non è un'offerta comune.

Valuta il supporto ai clienti fornito dopo la vendita: poiché i sistemi di accumulo energetico LFP implicano prestazioni della batteria (aggiornamenti del software BMS e controlli di stato), è necessaria una manutenzione regolare. Di conseguenza, la documentazione sulla manutenzione dovrebbe includere supporto tecnico 24/7, servizi di manutenzione in loco e documentazione completa della garanzia (ad esempio, garanzia di 5 anni sul prodotto, prestazioni garantite per 2.000 cicli).

5. Verifica l'integrazione con l'infrastruttura esistente della fabbrica

Indipendentemente dalla qualità di un prodotto LFP, se non è compatibile con il sistema elettrico dello stabilimento, l'integrazione risulterà scadente.

Verificare la compatibilità elettrica: la tensione (AC/DC) e la frequenza del sistema LFP devono essere conformi ai parametri della rete dello stabilimento. Ad esempio, negli ambienti industriali sono frequenti sistemi trifase a 380V; pertanto, scegliendo un prodotto monofase si potrebbero verificare problemi di integrazione.

Valutare spazio e requisiti di installazione: per gli stabilimenti con limitazioni di spazio interno, è possibile optare per sistemi LFP in cabina esterna (resistenti alla polvere e all'acqua) che possono essere installati all'esterno. Devono essere predisposti progetti di installazione per un posizionamento ottimale (preferibilmente evitando esposizione diretta al sole o aree ad alta umidità) sulla base di sopralluoghi in loco.

Integrarlo nei sistemi di gestione energetica (EMS): se la fabbrica utilizza un EMS per monitorare il consumo energetico, il sistema LFP dovrebbe operare all'interno di tale framework. Ciò consente agli operatori di centralizzare la gestione (caricamento automatizzato in fascia off-peak e programmazione della scarica in fascia peak).

Conclusione

Esiste una strategia e delle compensazioni nella scelta dei prodotti per l'accumulo energetico LFP per una fabbrica, in relazione alla valutazione dei costi, delle prestazioni e del valore nel tempo. Le fabbriche possono scegliere un sistema che riduca al minimo le spese energetiche, migliori la stabilità della rete elettrica e favorisca lo sviluppo sostenibile, partendo da esigenze energetiche ben definite, valutando le prestazioni del sistema, collaborando con fornitori qualificati e verificando l'integrazione con il sistema e le infrastrutture esistenti. Per queste fabbriche, collaborare con fornitori affidabili di sistemi LFP nel settore dell'accumulo energetico commerciale e industriale (C&I), con 16 anni di esperienza nel settore e prodotti di quarta generazione, è fondamentale per sfruttare appieno i vantaggi offerti dall'accumulo energetico LFP.