Sviluppo, messa a punto e sperimentazione di un sistema combinato batterie al litio-ferro-fosfato/FER per applicazioni in bassa tensione. Report 1 –Sviluppo sperimentale e perfezionamento degli apparati di controllo e comunicazione.

Abstract

Il presente documento costituisce il report dell’attività svolta nel periodo ottobre 2012 – marzo 2013 avente per oggetto: “Sviluppo, messa a punto e sperimentazione di un sistema combinato batterie al litioferro-fosfato/FER per applicazioni in bassa tensione”. L’attività s’inquadra come avanzamento delle ricerche svolte nel corso di collaborazioni precedenti con lo sviluppo sperimentale e la realizzazione prototipale di un sistema di controllo ed interfaccia verso la rete di un sistema combinato di accumulo elettrico-generazione FER, della taglia di 20 kW, progettato per applicazioni in bassa tensione tali da consentire l’implementazione di funzionalità innovative improntate al modello “smart” (di tipo Virtual PowerPlant, Demand Response, ect.). Il sistema, progettato e realizzato per operare sia in base a logiche di controllo locale, sia in risposta a segnali di controllo da remoto provenienti dal gestore della rete di distribuzione e/o dal mercato, è dotato di una doppia interfaccia, verso il sistema di potenza e verso i sistemi di telecomunicazione, in entrambi i casi con caratteristiche di bidirezionalità dei flussi (di potenza e di dati). Nel corso della precedente annualità (PAR 2011), sul sistema sviluppato è stata già svolta una campagna di test condotti in laboratorio utilizzando un sistema di accumulo elettrochimico di tipo tradizionale (batterie al piombo). L’attività svolta nella presente annualità ha avuto come obiettivo precipuo l’integrazione nell’apparato di un sistema di accumulo al litio (in sostituzione delle batterie al piombo) con il perfezionamento e la messa a punto, attraverso una campagna di test sperimentali, dell’intero sistema (logico e fisico) di controllo dell’apparato secondo il modello MASs (Multi Agent Systems), integrando i controllori delle unità costituenti il sistema di power conditioning, l’unità di controllo del sistema di protezione d’interfaccia e di comunicazione verso la rete e il BMS (Battery Management System) del pacco batterie. Più in particolare, l’attività di ricerca del DEIM si è articolata in due fasi successive. Nel corso della prima fase, l’attività ha riguardato l’integrazione fisica e funzionale, nel sistema ibrido accumulo-FER, di un pacco batterie costituito da 250 celle al litio-ferro-fosfato (per una capacità complessiva di 16 kWh). A tal fine è stato necessario procedere allo sviluppo hardware e software degli apparati di interfaccia e comunicazione tra i controllori delle unità costituenti il sistema di power conditioning, l’unità di controllo del sistema di protezione d’interfaccia e di comunicazione verso la rete e il BMS (Battery Management System) delle batterie al litio. Il presente documento riporta i risultati di tale attività. Nel corso della seconda fase, oggetto di un successivo report, si relazionerà sui test e le prove a cui il sistema sviluppato sarà soggetto. Le attività di cui al presente report sono state condotte in sinergia con il personale tecnico di ENEA e con la collaborazione dell’azienda Layer Electronics s.r.l. di Erice (TP).