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Sistema di accumulo per microgrid (Microgrid BESS): come le microgrid ibride offrono continuita e convenienza

Microgrid energy storage system architecture with battery and EMS

Un sistema di accumulo per microgrid (microgrid BESS con EMS) e lo strato di batteria e controllo all’interno di una microgrid – un sistema elettrico locale che puo operare in parallelo alla rete o in isola e in genere coordina FV, un gruppo elettrogeno diesel e la rete pubblica – per rendere l’intero sito dispacciabile, stabile e pronto alla continuita di alimentazione. In altre parole, e la componente che permette alla microgrid di funzionare in modo fluido indipendentemente dalla fonte disponibile, mantiene tensione e frequenza sotto controllo e commuta o “attraversa” le perturbazioni senza interruzioni di alimentazione.

Cosa include un sistema di accumulo per microgrid

Un sistema di accumulo per microgrid pratico e una “control stack”, non “solo una batteria”:

BESS (batteria): buffer energetico + risposta di potenza rapida

PCS/inverter: controllo grid-forming / grid-following a seconda del progetto

EMS/controller della microgrid: logica di dispatch che coordina rete, FV, gruppo e BESS

Commutazione e protezioni: strategia ATS/STS, relè, misure; spesso necessari per obiettivi di continuita

Nei progetti reali (soprattutto con reti deboli o accesso limitato alla rete), il BESS fornisce il margine necessario per mantenere il bus AC stabile e controllabile.

Perche il BESS e indispensabile nelle microgrid ibride

FV + BESS: disponibilita del FV durante problemi di rete (alto livello, ma reale)

In molte installazioni – soprattutto con FV accoppiato in AC “legacy” – la produzione FV dipende da un riferimento stabile di tensione e frequenza. Quando la rete e instabile o scompare, il FV puo ridurre o andare in protezione. Il risultato e semplice: un problema di rete puo trasformarsi in fermo FV.

Una microgrid con BESS + controller e progettata per mantenere il bus AC entro limiti accettabili, rendendo il FV utilizzabile durante gli eventi di rete invece che “installato ma indisponibile”.

Diesel + BESS: disciplina del carico minimo e punto di funzionamento ottimale del gruppo

I gruppi elettrogeni diesel non amano lavorare a carico leggero o con forti oscillazioni. In pratica, molti operatori puntano a una fascia piu sana, dove l’efficienza del carburante e migliore – spesso intorno a ~70% della potenza nominale (dipende dal progetto, ma la tendenza e consistente).

BESS + EMS rende possibile questo comportamento modellando il carico netto visto dal gruppo:

caricare quando il carico del sito e troppo basso (evitare funzionamento inefficiente a basso carico)

scaricare durante picchi/step (evitare sovraccarichi e ridurre stress transitori)

Questo e il motivo principale per cui le microgrid ibride diesel usano batterie anche quando un gruppo esiste gia: controllo delle condizioni operative, non solo energia di backup.

Rete debole / accesso limitato: EMS + BESS come motore di dispatch

Quando la qualita della rete e scarsa o la connessione e vincolata, il valore deriva dal dispatch:

stabilizzare tensione e frequenza durante i disturbi

gestire i picchi e le priorita delle fonti

mantenere una riserva SOC per la policy di continuita

Qui la microgrid diventa un sistema ingegnerizzato, non un semplice insieme di asset.

Come funziona il dispatch dell'EMS in una microgrid ibrida (logica a regole che genera ROI)

Un EMS per microgrid ibrida puo usare ottimizzazione, controllo a regole o entrambi. Per molti siti industriali, il dispatch a regole e piu facile da validare, gestire e mantenere.

Regole pratiche (alto livello)

Rete stabile: dare priorita al FV, usare il BESS per smoothing/peak shaving e controllo SOC, tenere il gruppo spento salvo necessita.

Rete debole/inaffidabile: il BESS stabilizza il bus; il FV resta online se si mantiene il riferimento; avviare il gruppo solo in caso di deficit prolungato o quando il SOC raggiunge la soglia di riserva.

Modalita diesel-ibrida: puntare a una fascia efficiente del gruppo (spesso vicino a ~70% nominale quando opportuno); caricare il BESS a basso carico, scaricare durante picchi/step.

Policy di riserva: proteggere la riserva SOC per ride-through e carichi critici prima dell’economia.

Questa disciplina di dispatch e tipicamente la fonte del ROI: operazione stabile, meno scatti FV, minore consumo di carburante e minore rischio di downtime.

Commutazione senza interruzioni: backup vs continuita (numeri che contano)

Non tutti i siti richiedono “zero interruzioni”, ma chi acquista dovrebbe capire la scala:

Microgrid energy management system for intelligent power control

L’approccio corretto e di solito per segmenti di carico: i carichi critici hanno continuita rapida/zero-break; il resto puo accettare un backup piu lento.

Dimensionamento: l'equivoco che rompe i progetti di microgrid

Un equivoco comune e: “Se il mio carico e X kW, dovrei dimensionare la potenza del BESS a X kW.”

Spesso fallisce nella realta industriale perche:

il fattore di potenza (PF) implica che kW != kVA

i carichi induttivi (motori, compressori, pompe) creano step/spunti

le microgrid richiedono margine di controllo per la stabilita del bus

Principio pratico: dimensionare la potenza del BESS con ridondanza/margine, non con un abbinamento perfetto.


Introduzione soluzione FFD POWER: microgrid full-hybrid 500 kW / 1044 kWh (400 V)

L’offerta tipica di microgrid di FFD POWER e un template completamente ibrido pensato per siti che necessitano sia di dispatch economico sia di continuita su piu fonti.

Configurazione di riferimento

Tipo: Rete + FV + gruppo + BESS (full-hybrid)

Scala: 500 kW / 1044 kWh

Bus AC: 400 V

Elementi di integrazione (se richiesti): trasformatore di isolamento, STS per trasferimento rapido dei carichi critici (20 ms)

Opzioni alternative di continuita in questa configurazione

UPS online (0 ms) come classe di soluzione per i carichi piu sensibili (ad es. data center, linee produttive con PLC, apparecchi medicali) – spesso considerato un livello di continuita superiore, non un sostituto di una microgrid ibrida.

Letture consigliate


  • Dimensionamento batteria per microgrid (kW/kWh + PF + carichi induttivi)

    Microgrid diesel-ibrida con BESS (carico minimo + strategia sweet spot)

    Accumulo a batteria per microgrid solare (disponibilita FV, accoppiamento AC vs DC)

    Backup microgrid vs transizione senza interruzioni (STS vs UPS online)

    Logica di dispatch EMS per microgrid ibrida (riserva + priorita)

    Pagina di esempio soluzione FFD POWER

FAQ

Che cos’e un sistema di accumulo per microgrid?
Un sistema che combina BESS, PCS e EMS/controller per stabilizzare il bus del sito e fare dispatch di rete/FV/gruppo/BESS per affidabilita e prestazioni economiche.

Quanto puo essere veloce la commutazione in una microgrid?
Dipende dal progetto: ATS e a livello di secondi, STS puo essere ~20 ms a 50 Hz e un UPS online e 0 ms per carichi ultra-sensibili.

Perche non dimensionare la potenza del BESS uguale al carico?
Perche PF, carichi induttivi e margine di stabilita spesso richiedono headroom kVA/transitorio oltre il kW a regime.

Sei pronto?

Siamo pronti a collaborare e guidare l’innovazione nella conservazione dell’energia.