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Nel nostro ultimo articolo, abbiamo definito il ruolo del Power Conversion System (PCS) come il “traduttore” del sistema di accumulo di energia.
Tuttavia, leggendo le specifiche di prodotto, si può essere sopraffatti da termini tecnici come centrale, stringa o modulare.
Cosa significano queste diverse architetture? Quali sono i loro vantaggi e svantaggi? Come scegliere la tipologia giusta per il proprio progetto?
Non si tratta solo di gergo tecnico. Le diverse topologie PCS sono come tipi di veicoli: berline, SUV e camion.
Ognuna è progettata per specifiche “condizioni stradali” ed esigenze di carico.
Scegliere il PCS giusto è fondamentale per garantire che il progetto di accumulo raggiunga prestazioni ottimali ed efficienza economica per l’intero ciclo di vita.
Definizione:
Un’architettura PCS centralizzata utilizza una singola unità PCS ad alta potenza per connettersi a un grande banco batterie. La potenza nominale di ciascuna unità parte da 250 kW e può raggiungere il livello del megawatt (MW).
Analogia:
È simile a un sistema di condizionamento centralizzato di un grande edificio per uffici: un’unità principale fornisce raffreddamento o riscaldamento a tutto l’edificio tramite una rete di condotti.
Caratteristiche principali:
Vantaggi:
Economico: grazie alle economie di scala, il costo per unità di potenza ($/W) è generalmente inferiore nei progetti di grandi dimensioni.
Tecnologia matura: la topologia classica è altamente affidabile.
Struttura semplice: facilita gestione e implementazione centralizzata.
Svantaggi:
Scarsa flessibilità: gestisce il banco batterie come un’unica entità; eventuali incongruenze tra celle possono compromettere l’intero sistema.
Rischio concentrato: un guasto del PCS ad alta potenza porta offline l’intera unità di accumulo.
Manutenzione complessa: le dimensioni e il peso dell’apparecchiatura rendono riparazioni o sostituzioni difficili e costose.
Applicazione migliore:
Il PCS centrale è ideale per grandi impianti di accumulo industriali “front-of-the-meter”. Qui, i banchi batterie sono enormi, costruiti tutti in una volta, e la gestione dei costi è una priorità, con un team O&M professionale disponibile per supporto e manutenzione.
Definizione:
Il PCS a stringa o modulare adotta una filosofia di progettazione diversa rispetto al PCS centralizzato. Utilizza più moduli PCS più piccoli e standardizzati, collegati in parallelo per formare un sistema di grande capacità. Ogni modulo gestisce in modo indipendente un cluster di batterie più piccolo, chiamato “stringa”.
Analogia:
È come installare un condizionatore a parete in ogni stanza di un edificio adibito a uffici: ogni stanza ha il proprio controllo indipendente.
Caratteristiche principali:
Vantaggi:
Flessibilità e scalabilità: la capacità del sistema può essere configurata facilmente, come mattoncini LEGO, aggiungendo o rimuovendo moduli PCS e stringhe di batterie. I progetti possono crescere per fasi (“invest-as-you-grow”).
Maggiore affidabilità: se un modulo si guasta, solo una piccola parte della capacità totale è interessata. Il resto del sistema continua a funzionare normalmente, riducendo i rischi di “arresto totale”. La sostituzione di un modulo difettoso è semplice, spesso possibile con hot-swapping.
Gestione della batteria più precisa e lunga durata: ogni modulo controlla la propria stringa, isolando le incongruenze tra batterie e migliorando l’energia effettivamente utilizzabile e la durata complessiva del sistema.
Svantaggi:
Costo iniziale leggermente superiore: più moduli piccoli possono costare un po’ di più rispetto a un’unica unità centralizzata con capacità equivalente.
Controllo più complesso: richiede un sistema avanzato per coordinare la gestione dei moduli in parallelo.
Applicazione migliore:
Grazie alla sua flessibilità e affidabilità, il PCS a stringa/modulare è la scelta dominante per progetti commerciali e industriali (C&I). È ideale per applicazioni con elevati requisiti di affidabilità e per progetti che devono essere ampliati in fasi.
Definizione e caratteristiche:
Oltre alle architetture centralizzate e modulari utilizzate nei progetti di grandi dimensioni, esiste una classe speciale di PCS pensata specificamente per le abitazioni: il PCS residenziale.
Potenza nominale: generalmente tra 3 kW e 20 kW.
Design compatto e silenzioso: studiato per integrarsi armoniosamente in contesti domestici.
Funzionalità integrate: spesso si tratta di inverter ibridi che combinano la conversione CA/CC con un controller MPPT solare integrato, permettendo il collegamento diretto ai pannelli solari sul tetto.
Modalità operative: supporta sia il funzionamento on-grid (connesso alla rete) sia la modalità backup in caso di blackout.
In pratica, il PCS residenziale è il “cuore all-in-one” di un sistema solare domestico con accumulo, rendendo semplice e compatta l’interazione tra batteria, pannelli solari e rete elettrica.
La scelta dell’architettura PCS dipende strettamente dai requisiti del progetto:
Centralizzato: ideale per grandi impianti “front-of-the-meter” dove i costi unitari di potenza e la semplicità operativa sono prioritari.
Stringa/Modulare: perfetto per progetti commerciali e industriali, grazie a flessibilità, scalabilità e affidabilità.
Residenziale: la soluzione più adatta per le abitazioni, compatta, silenziosa e con funzionalità integrate per il solare domestico.
In FFDPOWER, offriamo una gamma completa di PCS per tutti i livelli di progetto. Il nostro team tecnico analizza i modelli di consumo, le condizioni del sito e gli obiettivi di investimento, consigliando l’architettura più adatta. Così, fin dall’inizio, il vostro sistema di accumulo è dotato del “traduttore di energia” più robusto e ottimizzato.