Transcript energy storage 2016 IT fn

by powergen
Siamo appassionati di sistemi per lo storage di energia
elettrica. Crediamo che “l’energy storage” sia adesso
una priorità determinante per come la società sta
cambiando dalla dipendenza dell’energia ricavata dagli
idrocarburi di origine fossile, alle risorse rinnovabili.
“Powergen eureka energy storage”, soluzioni che
migliorano l’affidabilità e l’efficienza dell’energia.
Il nostro obbiettivo è rendere l’energia disponibile dove
e quando sia necessario.
Energy Storage
Security and an environmental close-up
(Global warming, CO2 reduction)
Conformità alle direttive 89/336/CEE e 72/23/CEE e marcatura
Conformity to the directives 89/336/CEE and 72/23/CEE
.
marking.
I dati del presente catalogo devono intendersi orientativi e possono essere modificati senza preavviso.
The company reserves the right to change the specifications of its products without prior notice and such change would render the pubblications inaccurate.
Rev.:2-2016
ISO 9001
WORLD ECONOMIC FORUM
Un migliore accesso energetico contribuirebbe a migliorare la vita
di miliardi di persone in tutto il mondo; il “World Energy Outlook
2011” dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE) stima che, in
questo momento, ci sono 1,3 miliardi di persone senza accesso
all’elettricità e un altro 2,7 miliardi che utilizzano legno, carbone,
o rifiuti di origine animale per cucinare cibo e riscaldare le loro
case, utilizzando stufe che non sono solo inefficienti e dannose
per l’ambiente, ma anche responsabile di due milioni di morti
all’anno. Questi preoccupanti numeri hanno fatto si che l’anno
2012 sia stato dichiarato “Anno internazionale dell’energia
sostenibile per tutti”, chiamando in causa le imprese, i governi
e la società civile per contribuire a rendere l’accesso all’energia
più diffuso, migliorare l’efficienza e aumentare l’uso delle fonti
energetiche rinnovabili. L’energia è “fondamentale per tutti, è
il filo d’oro che collega la crescita economica, maggiore equità
sociale e la conservazione dell’ambiente”. Avere accesso
all’energia renderebbe diversa anche la vita dei più poveri,
ma anche più sostenibile per lo sviluppo sociale, economico e
ambientale. Con queste considerazioni, l’Assemblea Generale
delle Nazioni Unite ha fissato tre obiettivi da raggiungere entro
il 2030:
•
L’accesso universale all’energia elettrica;
•
Doppia efficienza energetica;
•
Doppio contributo delle energie rinnovabili per la
produzione mondiale. L’accesso all’energia sarà uno dei temi
centrali discusso nel “Forum Corporate Sostenibilità” delle
Nazioni Unite Rio +20, organizzato da Globale Compac. Il forum
si svolgerà nell’ambito della Conferenza di Rio +20 Sostenibilità
Sviluppo delle Nazioni Unite.
Sistemi di energia rinnovabile “Stand-Alone”
Con riferimento alle stime dell’UE, ci sono più di un miliardo
di persone nel mondo che vivono senza elettricità. A causa
di elevati costi di investimento per l’ampliamento delle
reti pubbliche e bassi requisiti di potenza, sarebbe quindi
antieconomico collegare queste aree remote per le utenze
a medio raggio. In queste condizioni il sistema “ PV standalone” offre una logica alternativa. Secondo le stime dell’UE,
in Europa circa 300.000 fattorie ed edifici non sono collegati
alla rete elettrica pubblica. In tali casi, impianti fotovoltaici
“stand-alone” sono spesso la soluzione più economica. Questi
sistemi (“stand-alone”) sono alimentati autonomamente da un
generatore fotovoltaico. Esempi di tali sistemi includono sistemi
di approvvigionamento di energia elettrica nelle isole, per isolati
stabilimenti o interi villaggi. Infatti, l’ottimale progettazione di
un sistema di alimentazione elettrica dipende principalmente
dai seguenti cinque fattori:
•
•
•
•
•
La necessità di collegare una rete elettrica
Consumo di energia
Tipo di utenze
Periodo di utilizzo
Vincoli meteorologici
sono generalmente differenziati secondo il tipo di tensione (DC
o AC). In DC, il generatore fotovoltaico è collegato tramite un
sistema speciale DC / DC con carica controllata. Nel sistema
di accoppiamento AC, un inverter fotovoltaico tradizionale
viene utilizzato per l’alimentazione della rete. Il generatore PV
fotovoltaico come fonte di energia rinnovabile è la componente
fondamentale del sistema di alimentazione stand-alone.
Altri tipi di generatori presenti nel mercato, includono questi
aspetti con motori a combustione (ad esempio, generatori
diesel o impianti di cogenerazione), così come l’acqua e turbine
eoliche.
La batteria nello “stand-alone “ è il cuore del sistema. Assicura
infatti che potenza generata e carico potenza siano equilibrati
sempre. Se si genera troppa energia, l’inverter immagazzina il
surplus nelle batterie.
a) Progettazione del sistema
Oltre a utenze quali lampade, radio, Televisori, frigoriferi, un
sistema fotovoltaico stand-alone è fatto da quattro componenti
fondamentali: un generatore di potenza (ad esempio, Generatore
PV), un accumulatore, un regolatore per la carica, e un inverter.
Questi componenti possono essere accoppiati a vari livelli – per
l’utiizzo DC, per l’utiizzo AC, o in sistemi ibridi.
Accoppiamento DC
In un sistema DC accoppiato, tutti i carichi e i generatori sono
accoppiati esclusivamente al livello di tensione della batteria
(vedi fig. 1.1). Una alimentazione DC sulla base di una batteria da
12 volt è particolarmente adatto per semplici sistemi di utilizzo
comune (lavatrice, lavastoviglie etc). Specialmente quando
l’elettricità viene usato principalmente per illuminazione, come
in un sistema solare domestico (SHS) con una potenza di alcune
centinaia di Watt. Durante il giorno le batteria accumulano
l’energia fornita dal generatore PV. Questa energia è quindi
disponibile nelle ore notturne per alimentare il sistema di
illuminazione. Con l’aiuto di un ulteriore piccolo inverter, è anche
possibile l’utilizzo nelle utenze tradizionali AC nel sistema DC.
In generale è vantaggioso considerare l’acquisto in AC, questi
sono disponibili in tutto il mondo e possono essere acquistati
a basso costo.
b) sistema AC-DC
I sistemi ibridi AC-DC sono particolarmente adatti per
collegamento di utenze medie AC con generatori di corrente
continua (DC). Con tali sistemi, le batteria usate con il sistema
DC, possono essere caricata contemporaneamente anche
tramite una unità di combustione (vedi fig. 1.2).
Fig. 1.1
Di pari passo con questi aspetti tecnici, ci sono anche fattori
culturali, sociali, economici e finanziari che devono essere
presi in considerazione. I sistemi stand-alone di alimentazione
Solar Home Sysyem
Capable of providing
alternating current
Le esigenze di un sistema ibrido differiscono da quelle di tipo
domestico. I sistemi ibridi sono utilizzati per fornire utenze remote
e sono in grado di gestire un più alto fabbisogno energetico.
Di conseguenza, tali sistemi AC-DC sono tipicamente utilizzati in
fattorie, cascine e piccole imprese. Il progettista di un sistema
di AC-DC deve tener conto che la capacità dell’inverter deve
corrispondere al consumo di energia richiesto.
Anche quando più energia è disponibile da fonti fotovoltaiche ed
eoliche, limiti la capacità fornita sul lato AC.
I dati del presente catalogo devono intendersi orientativi e possono essere modificati senza preavviso.
The company reserves the right to change the specifications of its products without prior notice and such change would render the pubblications inaccurate.
Hybrid System with DC coupled components
I dati del presente catalogo devono intendersi orientativi e possono essere modificati senza preavviso.
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Rev.:2-2016
Rev.:2-2016
Fig. 1.2
INTRODUZIONE AD EUREKA ENERGY STORAGE
L’umanità deve affrontare due grandi sfide per il
futuro: Soddisfare la crescente domanda di energia
e farlo utilizzando energia pulita per proteggere
ambiente. Quindi, l’investimento in energia solare
come fonte primaria è senza dubbio la migliore
alternativa possibile in questo momento di
cambiamenti. Indubbiamente, considerando anche
la crescita improvvisa della popolazione mondiale.
La fornitura di combustibili fossili sta diminuendo
giorno dopo giorno, e la gente si sta orientando
sempre più verso l’energia solare. Il sole è la fonte
di energia più vitale ed è essenziale per un futuro
più verde e più pulito. L’energia solare è la soluzione
perfetta per utilizzare al meglio le risorse presenti
in natura. Con l’installazione di sistemi solari,
contribuiamo a diminuire l’effetto serra, e possiamo
garantire un futuro migliore per le prossime
generazioni.
INNOVAZIONE
R & D Dept. di Powergen, leader nelle soluzioni
innovative per la ricarica della batteria, ha sviluppato
una soluzione compatta, sfruttando l’energia solare
attraverso pannelli solari fotovoltaici collegati allo
stato attuale a batterie al piombo optional al LIPO,
all’interno del nostro dispositivo è utilizzato un
inverter ad onda sinusoidale con elevati standard
qualitativi che fornirà energia durante la notte.
PROVE E VERIFICHE
La filosofia di Powergen è quello di offrire un prodotto
pronto per l’uso, realizzato in due piccole unità, la
prima con un inverter, la sensoristica e le unità di
controllo, la seconda con le batterie al piombo.
Entrambe le unità sono realizzate sviluppando
strutture in metallo verniciato e molto robuste,
dotate di una porta di accesso. L’unità di controllo
ha un facile accesso alla morsettiera, si può quindi
facilmente collegare ad un sistema solare già
installato, o applicarlo a una soluzione indipentente
(stand-alone). Il sistema è stato testato in condizioni
di irraggiamento, come la fascia tropicale: 960W/
m2 in condizioni di pieno sole e con punti di un
minimo di 280 W/m2 con cielo perturbato. Secondo
le prove di simulazione, usandolo per la necessità
media di una casa, abbiamo raggiunto una carica
media della batteria del 50%, quindi sufficiente per
un fabbisogno medio di 7,5 KWh / giorno.
Prodotto: Powergen Energy Storage
Energy Storage Software di controllo
Il software di controllo permette di memorizzare e visualizzare le misure di potenza di accumulo di energia
in tempo reale.Il display LCD Touch Screen consente di navigare sullo schermo. È possibile utilizzare i tasti
virtuali posizionati sopra e sotto lo schermo grafico.
General
Mattina
Gli apparecchi domestici funzionano utilizzando
l’energia prodotta dai pannelli solari, che ricaricano
anche le batterie.
Pomeriggio
L’energia solare viene utilizzata per far funzionare le
apparecchiature domestiche e l’energia in eccesso
viene eventualmente venduta all’azienda fornitrice
di energia elettrica laddove presente.
Questa sezione contiene le informazioni generali di Energy Storage, come la selezione della lingua, eventuali
allarmi e la tastiera virtuale per inserire una password in modo che l’assistenza possa verificare i parametri
letti dai sensori posti all’interno circuito della macchina.
Day
Contiene memorizzazione i log giornalieri. I dati vengono campionati in un intervallo tra 1 e 5 minuti,
selezionabile dall’utente. Il diagramma “consumo / produzione” (Consumption / Production) mostra la
potenza prodotta dal sistema fotovoltaico (FTV), la potenza fornita dalla batteria e la potenza assorbita dal
carico. La schermata “venduto / comprato” (Power Sold / Bought”) mostra la potenza venduta sulla linea
(Power sold) e la potenza acquistata dalla linea (Power Bought), con una visualizzazione giornaliera
Sera / Notte
Le batterie alimentano gli apparecchi domestici con
l’energia accumulata durante il giorno, e se questa
non dovesse essere sufficiente, è integrata dalla
rete elettrica laddove presente.
Il sistema è dotato di un computer touchscreen, che
monitora le condizioni del sistema continuamente,
registrando tutti i dati relativi all’eneregia “lavorata”
su base giornaliera, mensile e annuale, è possibile
accedere a tali informazioni anche da terminale
remoto tramite connessione ad internet.
Il sistema è dotato di un pannello di controllo
Intel con sistema operativo Windows. Abbiamo
optato per questa soluzione facile da usare grazie
all’interfaccia intuitiva e con sistema di controllo a
distanza tramite dispositivi remoti, semplificando
cosi la lettura dei dati sia con l’installazione cablata
che wireless. All’interno dell’energy storage, è
presente anche una piccola batteria sempre carica,
ha lo scopo di salvare i dati del PC, anche in caso
di guasto generale della macchina. Il caricabatterie
disposto nell’energy storage ha un dispositivo
altamente performante che è in grado di essere
rifasato con un fattore attivo di correzione (PFC).
Alta efficienza, sopra il 93%, mentre i caricabatterie
tradizionali possono soddisfare solo circa 80%.
L’utilizzo di un filtro attivo PFC con efficienza pari
allo 0,98%, minimizza i sovraccarichi sulla batteria
e massimalizza l’utilizzo della corrente alternata.
Il carica batterie agisce tramite appositi algoritmi
(approvati dal costruttore di batterie) per una
perfetta ricarica di batterie al piombo (ciclo
profondo, gel, AGM), Litio e LiFePo4.
Rev.:2-2016
Energy Storage è un sistema adeguato che si
integra ai nuovi sistemi e a quelli esistenti.È facile
da installare, senza modificare l’architettura. E’
un dispositivo smart, quindi quando connesso
ad internet è possibile monitorarlo e comandarlo
a distanza. Grazie all’integrazione delle batterie,
è in grado di immagazzinare l’energia prodotta
in eccesso dal sistema solare durante il giorno,e
di rifornirla durante la sera, con un significativo
risparmio anche in termini economici. Lo scambio di
energia con la rete elettrica domestica è sfavorevole
rispetto all’ uso personale, perché il valore di energia
in ingresso è inferiore al valore di energia elettrica in
uscita. Inoltre, Energy Storage può lavorare con un
gruppo di continuità nel caso di black-out.
Uscita ad onda sinusoidale (THD <3%) - ON-OFF con comando remoto - input & output completamente
isolato - con raffreddamento ad aria forzata - microprocessore avanzato. Frequenza di uscita 50/60 Hz
selezionabile - modalità a basso consumo per risparmiare energia - ingresso con polarità inversa - protezione
da sovraccarico e corto circuito sotto e sopra tensione in uscita - protezioni per sovratemperatura - display
con led a tre colori con tensione d’ingresso e uscita e allarme in caso di guasto - omologato CE - approvato
FCC. Energy storage è costruito in due unità separate, una per le unità di controllo elettroniche, l’altra per
contenere batterie.
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ENERGIA SOLARE
CARATTERISTICHE INVERTER
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Month
Year
La barra grafica indica l’energia complessiva giorno per giorno rispetto al mese.
La barra grafica indica l’energia annua complessiva suddivisa mese per mese.
BATTERIES
Type
CHARGE REGULATOR
Lead Gel
Nominal Capacity
Ah
210
Nominal Storing
Voltage
V
48
Nominal Distribuable
Energy
kWh
10
Net Distribuable
Energy (DOD 60%)
kWh
6
°C
-20/+50
Operating Temperature
Output Nominal
Voltage
V
48
Charging Current
A
65
Protection Against
Polarity Reversal
Protection Against
Overtemperature
Protection Against
Overload
INVERTER
W
3000
AC Nominal Voltage
V
230
AC Nominal
Frequency
Hz
50
Performance
%
96
Rev.:2-2016
Rev.:2-2016
Power
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Consumo energetico e ore di utilizzo
L’energia nominale e consumo dei carichi giocano un ruolo fondamentale in un sistema di alimentazione
autonomo. La tabella seguente mostra una panoramica di carichi standard, la loro potenza nominale, e i
tempi di funzionamento tipiche al giorno.
PowerConsumers
Nominai Power [W]
Typical Operating [hr]
Energy [kWh]
Energy-saving lamp
15
2
0.03
70
2
0.1 4
200
3
0.6
Heating circulation pump
Water pump
Refrigerator
Freezer 200 I
Cooker (hob + oven)
90
5
0.45
100
5
0.5
2,300
0.75
1.7
Microwave
1,200
0.25
0.3
Electric kettle
1,800
0.25
0.45
Toaster
1,200
0.25
0.3
200
0.25
0.05
Mixer
Dishwasher
1,300
1
1.3
Vacuum cleaner
1,800
0.25
0.43
Iron
1,000
0.25
0.24
80
0.25
0.02
Sewing machine
Washing machine
2,000
1
2
Dryer
1,000
4
4
Radio
5
3
0.015
15
2
0.03
Amplifier
100
2
0.2
TV (70 cm diagonal)
100
4
0.4
Satellite receiver
18
3
0.054
Video recorder
20
1
0.02
250
2
0.5
10
0.25
0.0025
100
2
0 .2
DVD Player
Computer
Thermal fax machine
Laser printer
Air conditioner (room)
3,000
2
6
Hair dryer
1,000
0.25
0.25
15
2
0.03
Electric razor
Overview of standard loads
Aspetti economici del Power Systems stand-alone
Powergen S.r.l.
Via XXV Aprile, 5 - 52010 Corsalone - Chiusi Della Verna (Arezzo)
phone +39 (0) 575 531015 - Telefax +39 (0) 575 511891
[email protected]
powergen-borri
www.batterychargerpowergen.eu
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Dal punto di vista economico, oggi i sistemi di energia stand-alone con batterie annesse, sono notevolmente
più conveniente nella gamma di potenza kW rispetto ai sistemi che utilizzano solo generatori diesel. Anche
i sistemi ibridi con generatore diesel possono essere riadattati a sistemi di energy storage con una visione
a lungo termine, questo anche a causa di una efficacia maggiore e di un minor costo di manutenzione. In
particolare, ogni valutazione dei costi derivanti, deve prevedere il fatto che in regioni remote un kilowatt ora
può costare tra 0,50 e 1,50 euro. I costi di investimento per l’espansione di una rete dipenderà principalmente
dalla lunghezza dell’espansione della rete stessa. La misura necessaria dell’impianto fotovoltaico deriva
da questi fattori. Nel caso di un sistema ibrido il costo dell’investimento è relativo ai tipi di carico che
devono essere alimentati. La dimensione richiesta dell’impianto fotovoltaico deriva da questi fattori.
Il rapporto costo-efficacia dei sistemi ibridi fotovoltaici rispetto ai sistemi diesel è chiaramente dimostrato
se la valutazione dei costi è effettuata sull’intera vita dei due sistemi. Sistemi ibridi fotovoltaici possono
funzionare economicamente su una base a lungo termine. In considerazione del crescente costo dell’energia
e materie prime, sistemi ibridi alimentati da risorse d’energia rinnovabili presentano una vera alternativa e
apriranno a nuovi campi di applicazione.