In ambito industriale, affiancare un sistema di accumulo a un impianto fotovoltaico è quasi una decisione ordinaria. Tuttavia per gestirla con rigore si richiede un approccio tutt’altro che scontato.
È la premessa del whitepaper “PV-Storage per applicazioni C&I: Sicurezza, Risparmio e Sostenibilità” elaborato dal Politecnico di Milano per Huawei, produttore di soluzioni per la produzione e l’autoconsumo di energia fotovoltaica in casa e in azienda, in questo articolo (link in basso).
Per valutare la convenienza di un sistema FV+BESS, sono tre gli indicatori da considerare:
- Levelised Cost of Electricity (Lcoe), che misura il costo dell’energia generata;
- Levelised Cost of Use (Lcou), che quantifica il costo dell’energia effettivamente autoconsumata tenendo conto dei ricavi da immissione in rete;
- Levelised Cost of Storage (Lcos), che esprime il costo medio per unità di energia erogata dallo storage nella sua vita utile.
Viene considerato un caso reale come riferimento. Un sito industriale a Brescia con un fabbisogno annuo di 1.684 MWh, un impianto FV da 600 kW e un BESS da 600 kWh, che si basa sul solo Lcos può condurre a conclusioni fuorvianti.
Con le tariffe 2024, il sistema genera un Lcou di 167,44 €/MWh, inferiore al prezzo dell’energia per i clienti non domestici, mentre il Lcos si attesta a 172,23 €/MWh, appena sopra la soglia di convenienza dell’arbitraggio. Due numeri vicinissimi, ma che raccontano storie diverse a seconda della metrica scelta.
L’analisi di sensibilità condotta su cinque variabili chiave – con variazioni del ±40% su potenza FV, capacità BESS, CAPEX, consumo energetico e tasso di sconto – mostra che le condizioni più favorevoli si ottengono con alta potenza installata, elevata capacità di accumulo e costi di investimento contenuti.
Il 2022 ha rappresentato il momento di massima convenienza, grazie al picco del differenziale tra prezzo dell’energia e tariffa di vendita; nel 2024, le condizioni si sono leggermente irrigidite, ma sono rimaste competitive per impianti correttamente dimensionati.
Thermal runaway: cos’è e da cosa deriva?
Il whitepaper affronta anche la principale criticità degli ESS a batterie: la thermal runaway, cioè la deriva termica a catena che, innescata da una singola cella difettosa, può propagarsi fino a causare incendi ed esplosioni con rilascio di gas tossici, come fluoruro di idrogeno (HF), monossido di carbonio (CO) e cianuro di idrogeno (HCN).
Le cause possono essere meccaniche, termiche o elettriche, e in alcuni casi legate a eventi naturali estremi. Il percorso tipico del guasto segue una progressione ben definita: incremento di temperatura, reazione esotermica, rottura dell’involucro, rilascio di gas e, infine, innesco.
Sul piano normativo, il riferimento più aggiornato per il mercato italiano è la circolare VVF n. 21021 del 23 dicembre 2024, che integra DPR 151/2011, direttiva ATEX e ISO 31000 in un framework articolato su quattro livelli di protezione: cella e modulo, sistema, sito e gestione degli eventi incidentali.
Tra i vincoli operativi più rilevanti, i sistemi BESS non possono essere installati in aree classificate ATEX, poiché il rilascio di gas elettrolitici in caso di anomalia aggraverebbe il rischio di esplosione.
I prodotti Huawei in linea con la circolare dei Vigili del Fuoco
Il whitepaper prende in esame il sistema LUNA2000 Smart String ESS di Huawei per il segmento C&I, come caso di studio tecnologico, valutandone le soluzioni rispetto ai requisiti delle Linee Guida VVF.
Il punto qualificante è l’architettura C2C (Cell to Consumption), che opera su doppio livello (elettrico e termico) per compartimentare il guasto alla singola cella e impedirne la propagazione a moduli, rack e intero sistema.
La protezione elettrica si articola su cinque stadi: tre software (BMU, BCU, ottimizzatori di pacco batteria) e due passivi (fusibili e interruttori DC). Quella termica sfrutta condotti a forma di L per l’espulsione sicura dei gas da ogni singolo pacco batteria, abbinati a un sistema di soppressione attiva con gas inerte.
Altrettanto rilevante è il sistema di preallarme: analizzando in tempo reale curve di carica/scarica, temperatura, resistenza e tensione con un ciclo di aggiornamento ogni 10 secondi, il sistema è in grado di rilevare cortocircuiti interni prima che si trasformino in eventi critici, inviando notifiche al personale O&M tramite piattaforma FusionSolar.
Sul fronte delle prestazioni, il LUNA2000 raggiunge una round-trip efficiency del 91,3% grazie a IGBT di ultima generazione e a una riduzione del 30% dei consumi per il raffreddamento.
Inoltre, supporta una profondità di scarica del 100% con C-rate costante a 0,5C su tutto il range di stato di carica: un requisito rilevante per impianti industriali con profili di consumo variabili.
Il monitoraggio continuo dello stato di salute garantisce valori mediamente superiori del 5% rispetto a soluzioni convenzionali, con una riduzione del 60% della probabilità di guasto. Il sistema è certificato IEC 62619, IEC 62477-1, IEC 62040-1 e IEC 61000, ed è testato secondo UL 9540A.
Due casi studio con prodotti Huawei
Il whitepaper documenta due casi studio italiani, in contesti applicativi molto diversi.
Il primo riguarda la RSA Istituto Ospedaliero di Sospiro, in provincia di Cremona. In una struttura sanitaria con presenza continuativa di persone, la sicurezza dell’accumulo è un prerequisito.
L’architettura C2C è stata indicata come elemento imprescindibile già nella fase di selezione della soluzione. L’intervento ha integrato 12 unità LUNA2000 in retrofit su un impianto fotovoltaico preesistente da 300 kW, ampliato con ulteriori 500 kW. Il profilo di consumo sostanzialmente costante tipico delle strutture sanitarie si presta bene a strategie di arbitraggio energetico, con acquisto dalla rete nelle fasce orarie più vantaggiose.
Nel secondo caso, un punto di distribuzione carburante IPLANET a Roma, il sistema di accumulo non nasce per ottimizzare l’autoconsumo fotovoltaico, ma per abilitare una ricarica rapida fino a 240 kW su una connessione in bassa tensione da soli 100 kW.
Due unità LUNA2000, gestite tramite EMS, consentono di erogare potenze superiori al limite contrattuale senza intervenire sull’infrastruttura di rete. La presenza di carburante nelle immediate vicinanze ha reso l’architettura di sicurezza C2C un elemento determinante nella scelta, in linea con i requisiti della normativa ATEX.
- Il report (da scaricare con registrazione)
