L'augmentazione è l'azione di aumentare la dimensione di qualcosa. Per i sistemi di accumulo di energia a batteria, significa incrementare la capacità energetica della batteria. Questo può avvenire tramite il ripotenziamento di un sistema dopo la degradazione o per una scelta commerciale volta ad aumentare la durata del progetto. Raddoppiare la capacità energetica di una batteria tramite la durata potrebbe aumentare i ricavi del 37% oggi e fino all'88% durante tutto il suo ciclo di vita.

In questo articolo spiegheremo cosa significa aumentare una batteria, come è possibile farlo e perché l'augmentazione sta diventando sempre più significativa.

Augmentazione significa semplicemente di più

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

Dopo l'augmentazione, una batteria può avere:

• Una maggiore capacità energetica ma la stessa potenza nominale. Questo aumenterebbe la durata dell'unità.
• Una maggiore capacità energetica, una potenza nominale superiore e una durata maggiore.

Esistono molti modi per aumentare una batteria

L'augmentazione di una batteria può coinvolgere una o più delle seguenti azioni:

• Sostituzione dei moduli batteria esistenti: in pratica, si tratta di sostituire le vecchie celle della batteria con delle nuove.
• Aggiunta di altri moduli batteria: incremento della capacità energetica aggiungendo ulteriori celle tramite l'installazione di nuovi pacchi batteria.
• Aggiornamento dei pacchi batteria: sostituzione di interi pacchi batteria con tecnologia più performante o più economica, sia a base di ioni di litio che con nuove chimiche come il sodio-ione.
• Aggiornamento dei sistemi di conversione di potenza: L'augmentazione di un sito di batterie può andare oltre la sostituzione o l'aggiornamento delle celle. Gli inverter sono una parte importante dei sistemi di accumulo, ma possono degradarsi nel tempo. Sostituire un inverter vecchio può migliorare l'efficienza complessiva del sistema.

Augmentazione AC vs augmentazione DC

Esistono due tipi di augmentazione della batteria in base al collegamento: Corrente Alternata (AC) e Corrente Continua (DC). Le batterie funzionano in DC. I sistemi di conversione di potenza presenti in loco, come gli inverter, convertono l'elettricità delle batterie in AC per garantire la compatibilità con la rete.

L'augmentazione AC collega nuove batterie dopo l'inverter esistente (lato AC del sistema). Ciò significa che le nuove batterie richiedono inverter e sistemi di controllo aggiuntivi. Il sistema esistente resta invariato. Il vantaggio dell'augmentazione AC è che è altamente modulare, flessibile e ideale per il retrofit di installazioni già esistenti senza tempi di inattività significativi. Tuttavia, l'attrezzatura di conversione di potenza aggiuntiva può rendere questo metodo più costoso e richiedere più spazio.

L'augmentazione DC aggiunge nuove batterie direttamente sul lato DC, prima dell'inverter. In questo modo si utilizzano gli inverter e i sistemi di controllo già presenti. Questo metodo è più conveniente e consente di risparmiare spazio. Tuttavia, può richiedere l'arresto del sistema durante l'installazione e viene limitato dalla capacità degli inverter esistenti. Inoltre, le nuove batterie devono essere compatibili con il sistema già in uso. Per questo motivo, l'augmentazione DC è più indicata per siti progettati pensando già a questa possibilità.

La scelta del metodo dipenderà da fattori tecnici e commerciali.

L'augmentazione porta a ricavi maggiori

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 a maggiore energia e ciclaggio, come il trading all'ingrosso e il Balancing Mechanism. Da gennaio ad agosto 2024, i sistemi con due ore di durata hanno guadagnato il 37% in più rispetto a quelli con una sola ora.

Ciò significa che l'augmentazione può essere vantaggiosa per le batterie con durate inferiori. Portare una batteria da 30 minuti a un'ora, o da un'ora a due ore, può sbloccare ricavi potenziali maggiori.

L'augmentazione aiuta anche a gestire la degradazione (nota anche come ripotenziamento). I sistemi di accumulo a batteria possono perdere fino al 5% della loro capacità energetica disponibile nel primo anno di funzionamento e fino al 40% dopo 15 anni.

La degradazione è principalmente legata al ciclaggio. Il passaggio a servizi ad alta energia comporta un maggiore ciclaggio delle batterie, che quindi si degradano più rapidamente. L'augmentazione può aiutare a ridurre il rischio di perdita di ricavi dovuta alla degradazione.

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 funzionare alla capacità richiesta per fino a 15 anni, altrimenti rischiano la risoluzione del contratto.

Un elemento chiave nella decisione di aumentare una batteria è il costo del processo e se l'aumento dei ricavi riuscirà a compensarlo.

Il costo dell'augmentazione sta diminuendo

Il costo delle celle delle batterie è sceso ai minimi storici nell'ultimo anno. Si prevede che continuerà a diminuire, il che significa che il maggiore potenziale di ricavi supererà sempre più il costo dell'augmentazione.

Le decisioni di augmentazione o ripotenziamento devono essere valutate rispetto alle previste riduzioni di costi e ricavi. In questo esempio, una batteria potrebbe recuperare il 44% della capacità originale a meno della metà del costo attuale. Tuttavia, una capacità energetica degradata al 56% potrebbe annullare questo risparmio. Potrebbe essere più conveniente ripotenziare in anticipo.

Le batterie vengono già aumentate

Nel 2024, la capacità totale delle batterie in Gran Bretagna è aumentata di almeno 113 MWh grazie all'augmentazione di batterie esistenti. Questa capacità proviene da tre batterie Gresham House nel secondo trimestre 2024, con altri 220 MWh previsti entro la fine dell'anno.

I siti che stanno ricevendo l'augmentazione spaziano da Nevendon, operativo dal 2017, a Melksham, che non è ancora operativo commercialmente. L'aumento di questi sistemi porterà la durata media delle batterie da un'ora a due ore.

Con la riduzione dei costi delle celle, il cambiamento delle strategie di ricavo e l'invecchiamento delle batterie, ci si aspetta che l'augmentazione delle batterie diventi sempre più comune, sia per ripotenziare un sito sia per estenderne la durata per ragioni commerciali.