L'aumento della capacità è l'azione di rendere qualcosa più grande in termini di dimensioni. Per i sistemi di accumulo di energia a batteria, questo significa aumentare la capacità energetica della batteria. Questo può consistere nel potenziare un sistema dopo la degradazione o essere una scelta commerciale per aumentare la durata del progetto. Raddoppiare la capacità energetica di una batteria tramite l'estensione della durata potrebbe aumentare i ricavi del 37% oggi e fino all'88% nel corso della sua vita utile.

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In questo articolo spiegheremo cosa significa aumentare una batteria, come è possibile farlo e perché l'aumento della capacità sta diventando sempre più rilevante.

Aumentare significa semplicemente avere di più

Come detto, l'aumento della capacità è il processo di incremento della capacità energetica di una batteria. Questo può servire a ripristinare la capacità originale dopo una riduzione dovuta alla degradazione o ad aumentarla oltre il valore iniziale. In entrambi i casi, la decisione di aumentare una batteria viene presa per migliorarne il potenziale di generazione di ricavi.

Dopo l'aumento della capacità, una batteria può avere:

• Una capacità energetica maggiore ma la stessa potenza nominale. Questo incrementa la durata dell’unità.
• Una capacità energetica maggiore, una potenza nominale più alta e una durata superiore.

Ci sono molti modi per aumentare la capacità di una batteria

L’aumento della capacità può includere una o più delle seguenti azioni:

• Sostituzione dei moduli batteria esistenti: sostituire le vecchie celle con nuove.
• Aggiunta di nuovi moduli batteria: aumentare la capacità energetica aggiungendo ulteriori celle tramite l’installazione di nuovi pacchi batteria.
• Aggiornamento dei pacchi batteria: sostituire interi pacchi batteria con tecnologie più performanti o più economiche, sia agli ioni di litio che con nuove chimiche come il sodio-ione.
• Aggiornamento dei sistemi di conversione della potenza: l’aumento di un sito batteria può andare oltre la sostituzione o l’aggiornamento delle celle. Gli inverter sono una parte fondamentale dei sistemi di accumulo, ma possono degradarsi nel tempo. Sostituire un inverter vecchio può migliorare l’efficienza complessiva del sistema.

Aumento lato AC vs lato DC

Esistono due tipi di aumento della capacità in base al collegamento: corrente alternata (AC) e corrente continua (DC). Le batterie funzionano in DC. I sistemi di conversione della potenza (PCS) sul sito, come gli inverter, trasformano l’energia delle batterie in AC per renderla compatibile con la rete.

L’aumento lato AC collega nuove batterie dopo l’inverter esistente (sul lato AC del sistema). Ciò significa che le nuove batterie richiedono inverter e sistemi di controllo aggiuntivi. Il sistema esistente rimane invariato. Il vantaggio di questa soluzione è l’elevata modularità, flessibilità ed è ideale per aggiornare impianti già esistenti senza lunghi tempi di inattività. Tuttavia, l’attrezzatura di conversione extra può rendere questa opzione più costosa e richiedere più spazio.

L’aumento lato DC aggiunge nuove batterie direttamente sul lato DC, prima dell’inverter. In questo modo si sfruttano gli inverter e i sistemi di controllo già presenti. Questo metodo è più conveniente e consente di risparmiare spazio. Tuttavia, può richiedere l’arresto temporaneo del sistema durante l’installazione ed è limitato dalla capacità degli inverter esistenti. Inoltre, le nuove batterie devono essere compatibili con il sistema già installato. Per questo motivo, l’aumento lato DC è più adatto a siti progettati con questa possibilità in mente.

La scelta tra le due opzioni dipenderà da fattori tecnici e commerciali.

L’aumento della capacità porta a ricavi più elevati

Una maggiore capacità energetica significa un potenziale di generazione di ricavi superiore. Dopo la saturazione dei servizi di risposta in frequenza, le batterie si sono spostate verso servizi ad alta energia e alto numero di cicli, come il trading all’ingrosso e il Balancing Mechanism. Da gennaio ad agosto 2024, i sistemi da due ore hanno generato ricavi superiori del 37% rispetto a quelli da un’ora.

Questo significa che l’aumento della capacità può essere vantaggioso per batterie con durate inferiori. Aggiornare una batteria da 30 minuti a un’ora, o da un’ora a due ore, può sbloccare ricavi potenziali maggiori.

L’aumento della capacità aiuta anche a gestire la degradazione (nota anche come repowering). I sistemi di accumulo possono perdere fino al 5% della capacità disponibile già nel primo anno di esercizio e fino al 40% dopo 15 anni.

La degradazione è principalmente legata ai cicli di carica/scarica. Il passaggio a servizi ad alta energia comporta un aumento dei cicli e quindi una degradazione più rapida. L’aumento della capacità può aiutare a ridurre il rischio di perdita di ricavi dovuta a questo fenomeno.

La riduzione della capacità energetica dovuta alla degradazione può rappresentare un problema anche per i contratti a lungo termine nel Capacity Market. Le batterie devono dimostrare tramite Extended Performance Tests di poter mantenere la capacità richiesta fino a 15 anni, altrimenti rischiano la risoluzione del contratto.

Un fattore chiave nella decisione di aumentare la capacità è il costo del processo – e se l’incremento dei ricavi giustificherà questa spesa.

Il costo dell’aumento della capacità sta diminuendo

Il costo delle celle batteria ha raggiunto minimi storici nell’ultimo anno. Si prevede che continuerà a scendere, il che significa che il potenziale di ricavi supererà sempre di più il costo dell’aumento.

Le decisioni di aumento o repowering devono essere valutate rispetto alle previsioni di riduzione dei costi e dei ricavi. In questo esempio, una batteria può recuperare il 44% della capacità originale a meno della metà del costo attuale. Tuttavia, se la capacità scende al 56%, questo risparmio potrebbe non essere sufficiente. Potrebbe essere più vantaggioso intervenire prima.

Le batterie vengono già potenziate

Finora, nel 2024, la capacità totale delle batterie in Gran Bretagna è aumentata di almeno 113 MWh grazie al potenziamento di sistemi esistenti. Questa capacità proviene da tre batterie di Gresham House nel secondo trimestre 2024, con altri 220 MWh previsti entro fine anno.

I siti che ricevono l’aumento della capacità vanno da Nevendon, operativo dal 2017, a Melksham, che non è ancora operativo. Potenziare questi sistemi aumenterà la durata media delle batterie da un’ora a due ore.

Con la riduzione dei costi delle celle, strategie di ricavo in evoluzione e l’invecchiamento delle batterie, ci si aspetta che l’aumento della capacità diventi sempre più diffuso – sia per ripotenziare un impianto sia per estendere la durata per motivi commerciali.