Lezioni apprese dall'installazione di batterie di accumulo dell'energia in un impianto fotovoltaico esistente

Perché è sensato aggiornare l’energia della batteria negli array fotovoltaici esistenti e quali sono alcune delle sfide da superare nel farlo, come spiegato da un’importante utility che lo ha fatto davvero.

Articolo da | Sistemi Alencon

Solare più accumulo. Se operi nel settore energetico, non solo nel settore delle energie alternative, è un termine che probabilmente senti ogni giorno. Magari anche più volte al giorno. Un obiettivo logico per abbinare le batterie al solare è nascosto in bella vista: i nostri gigawatt di risorse fotovoltaiche già installate. Duke Energy, una delle più grandi società di servizi pubblici degli Stati Uniti, con sede nella Carolina del Nord, sta cercando di sfruttare questa opportunità. Duke ha installato sistemi di accumulo dell'energia in alcuni dei suoi impianti fotovoltaici esistenti con l'obiettivo di fare di più in futuro.

In questo articolo, illustriamo gli insegnamenti raccolti da questi sforzi con Tom Fenimore, Business Development per Duke Energy a Charlotte, Carolina del Nord. Fenimore ha guidato una serie di questi sforzi per Duke e ha scelto di condividere la sua esperienza nell'esecuzione di tali progetti a beneficio del settore in modo più ampio. Tale conoscenza include gli incentivi per l’installazione di sistemi di accumulo negli impianti fotovoltaici esistenti e le sfide pratiche e tecniche di cui essere consapevoli quando lo si fa (oltre ad alcune soluzioni a tali sfide!).

Secondo il suo sito web, entro la fine del 2020, Duke Energy avrà oltre 15 GW di energie rinnovabili nel suo portafoglio di produzione di energia, una parte importante della quale ovviamente include il solare.

"Man mano che sempre più energie rinnovabili entrano in un circuito, aumenterà la necessità di ottimizzare quel circuito, dalla necessità di fornire stabilizzazione di tensione e frequenza. Uno dei modi più semplici per farlo è utilizzare l'accumulo di energia e consentire a tale accumulo di interagire con il solare, spiega Fenimore: "Garantire la stabilità della rete è una parte esplicita del nostro statuto di azienda regolamentata".

La maggior parte del territorio dei servizi regolamentati di Duke Energy si trova nello stato della Carolina del Nord. La Carolina del Nord è seconda nella nazione, solo dopo la California, in termini di solare fotovoltaico installato. Una delle principali differenze tra la Carolina del Nord e la California è che l'energia solare sui tetti rappresenta una parte molto piccola degli impianti solari della Carolina del Nord, il che significa che gli impianti fotovoltaici sono in genere sistemi più grandi, montati a terra. Ciò significa che ogni installazione fotovoltaica contribuisce in modo individuale alla potenza di un dato circuito di distribuzione o trasmissione.

Quando cercano di aggiungere spazio di archiviazione agli asset fotovoltaici esistenti, i proprietari di sistemi come Duke Energy hanno due opzioni: accoppiamento CA o CC. L'accoppiamento AC dell'energia solare e dell'accumulo di energia si ottiene quando i pannelli solari e le batterie sono collegati sul lato AC dell'inverter, cioè "dietro l'inverter". Al contrario, in una topologia accoppiata in DC, l'energia solare e l'accumulo sono collegati sul lato DC dell'inverter, cioè "davanti all'inverter".

Sebbene possano esserci ragioni valide per utilizzare l’approccio accoppiato CA o CC per diverse applicazioni solari e di accumulo, quando si tratta di installare sistemi di accumulo in sistemi fotovoltaici esistenti, Fenimore ritiene che l’accoppiamento CC presenti alcuni vantaggi molto interessanti rispetto all’accoppiamento CA.

Uno dei principali vantaggi offerti dall’accoppiamento DC come tecnica per integrare l’accumulo negli impianti fotovoltaici esistenti è l’opportunità di sfruttare la tendenza dei rapporti DC:AC in costante aumento. Il rapporto CC:CA si riferisce alla quantità di pannelli fotovoltaici installati rispetto alla targhetta CA dell'inverter, che è dettata dalle dimensioni dell'interconnessione CA alla rete di distribuzione elettrica.

Negli ultimi anni, a causa del calo dei prezzi dei pannelli fotovoltaici e del miglioramento della tecnologia degli inverter, si è verificata la tendenza ad aumentare i rapporti CC:CA. Anni fa, gli impianti fotovoltaici venivano progettati con rapporti DC:AC modesti, tipicamente compresi tra 1,05 e 1,1. Sulla base dei fattori appena spiegati, negli anni più recenti, i rapporti DC:AC per gli impianti solari su scala più grande sono aumentati da 1,5 a 1,8 DC:AC. Esistono alcuni inverter fotovoltaici in grado addirittura di gestire sovraccaricamenti di corrente continua pari a due volte la potenza fotovoltaica rispetto alla capacità CA nominale dell'impianto. Puoi saperne di più sulle considerazioni sul rapporto DC:AC da questo recente articolo.