La soluzione di energy storage descritta nel brevetto US10305317 è formata essenzialmente da due diverse tecnologie di accumulo che lavorando in sinergia permettono di ottenere un sistema di storage che fornisce un’alta capacità energetica abbinata ad un alto numero di cicli di carica/scarica di gran lunga superiore al solo utilizzo di uno storage convenzionale.
Fig.1 Il sistema ibrido offre un numero di cicli ″equivalenti″ fino a oltre 10 volte rispetto all’utilizzo della sola batteria chimica
I supercondensatori vengono utilizzati come fossero normali batterie per cariche/scariche di breve durata (nell’ordine dei minuti o ore a seconda dell’applicazione) mentre le batterie chimiche vengono utilizzate come “backup” al momento che l’energia dei supercapacitori è esaurita e occorresse ulteriore energia. Normalmente il rapporto energetico supercapacitori/batterie varia dal 5% al 20% in relazione alla specifica applicazione.
Utilizzando l’abbinamento supercapacitori+batteria (al posto delle sole batterie chimiche) è possibile aumentare in modo sostanziale la vita utile delle batterie chimiche in quanto viene ridotto il loro numero di cicli di carica/scarica. Le batterie chimiche possano essere scelte fra celle al Litio, Sodio, Pb, etc e al posto dei supercondensatori possano essere considerati equivalenti meno performanti ma dal costo inferiore (LTO, Hybrid capacitors, etc).
I vantaggi principali sono:
– costo di gestione del sistema di storage notevolmente inferiore rispetto all’utilizzo della sola batteria chimica.
– maggiore efficienza di accumulo dovuta alla presenza di una componente di supercapacitori con efficienza di carica/scarica maggiore delle batterie chimiche
– minimizzazione degli interventi di manutenzione/sostituzione
– maggiore intervallo di temperature di funzionamento (-30° + 55°C)
Fig.2 Andamento dei carichi domestici giornalieri e relativo bilanciamento tramite supercondensatori/batteria
È ideale per il bilanciamento di sorgenti intermittenti (ad esempio eolico e fotovoltaico), accumulo fotovoltaico domestico/industriale (fig. 2) e in ambito di mobilità urbana.
A tal proposito si osserva che nella maggior parte dei percorsi dei bus e tram urbani, la distanza fra fermate passeggeri consecutive è entro qualche km (nella maggior parte qualche centinaio di metri). È ipotizzabile prevedere una sistema a ricarica breve (Flash charging) per fornire l’energia sufficiente a far transitare il veicolo fino alla successiva fermata. Ad ogni fermata si ricarica il set di supercapacitori dell’energia necessaria a raggiungere la fermata successiva. Per percorsi extraurbani o dove non vi sia la possibilità di ricarica, il mezzo di trasporto attingerà l’energia delle batterie chimiche. Utilizzando quest’ultime saltuariamente il loro numero di cicli è drasticamente ridotto, così come la loro sostituzione.
Scopri la presentazione di Gianni Lisini, dal titolo “Supercapacitor Hybrid Battery Storage”, il giorno 29 maggio alle 12.00 a SPS nell’area Talk dello stand di CNI-Fedinger.
