Come funziona un sistema BESS e perché è fondamentale per la transizione energetica

In un mondo sempre più orientato verso la decarbonizzazione, i sistemi BESS (Battery Energy Storage System) sono diventati un pilastro tecnologico imprescindibile. Accanto alla diffusione di fonti rinnovabili come il solare e l’eolico, i BESS offrono la flessibilità necessaria per immagazzinare e distribuire energia in modo intelligente, continuo e sicuro.

Un sistema BESS è un impianto di accumulo di energia basato su batterie ricaricabili, principalmente agli ioni di litio. Il suo ruolo è duplice: immagazzinare energia in eccesso e rilasciare nei momenti di bisogno. La struttura di un BESS è complessa e modulare, composta da:

Un sistema BESS si compone di:

• Batterie (moduli, rack, cabinet): il cuore del sistema, spesso realizzate in celle LFP (litio-ferro-fosfato).
• BMS (Battery Management System): monitora lo stato delle celle e interviene in caso di anomalie.
• PCS (Power Control System): gestisce gli inverter/rectifier per convertire energia tra corrente continua e alternata.
• EMS (Energy Management System): coordina il flusso energetico tra rete, utenza e accumulo.
• Sistema HVAC, antincendio e protezioni: assicurano la gestione termica e la sicurezza dell’intero impianto.

Questi componenti sono integrati in container modulari, scalabili da qualche kWh fino a centinaia di MWh, adatti a ogni tipo di applicazione: residenziale, industriale, utility o off-grid.

Il funzionamento di un sistema BESS si può sintetizzare in quattro fasi principali:

1. Carica: durante la sovrapproduzione (es. ore di sole), il sistema immagazzina energia.
2. Stoccaggio: l’energia resta disponibile fino alla necessità.
3. Scarica: l’energia viene rilasciata quando la domanda supera la produzione.
4. Controllo attivo: il BMS e l’EMS regolano dinamicamente flussi, stato di carica e sicurezza.

Mentre con le fonti fossili siamo noi a decidere quando produrre energia, con le rinnovabili non e’ possibile vengono percio’ dette intermittenti.Senza un sistema di accumulo, energia prodotta in eccesso sarebbe sprecata, mentre i picchi di domanda rischierebbero blackout. I BESS:

• Stoccano energia quando è disponibile.
• La rilasciano quando la produzione cala o la domanda cresce.
• Contribuiscono a stabilizzare la rete, mantenendo frequenza e tensione costanti.

Senza sistemi di accumulo, le rinnovabili non potrebbero diventare fonte primaria di energia. I BESS rendono possibile l’autoconsumo, la gestione dei picchi di carico, la riduzione delle emissioni, e sono essenziali per le smart grid del futuro.

I Battery Energy Storage System trovano applicazione in numerosi contesti:

• Residenziale, case private e condomini: per impianti fotovoltaici domestici con batteria, per aumentare l’autonomia energetica.
• Industriale e commerciale: per ottimizzare i costi energetici, evitare penalità per i picchi di consumo e ridurre l’impatto ambientale.
• Infrastrutture pubbliche, utility e reti elettriche: per bilanciare produzione e consumo su larga scala, supportando le fonti rinnovabili e prevenendo blackout.
• Mobilità elettrica: in combinazione con colonnine di ricarica (EVSE) per veicoli elettrici e per la ricarica intelligente degli AGV e dei veicoli off-grid.
• Ambienti off-grid e cantieri: nei contesti isolati o con rete instabile (lighting towers, isole, barche elettriche), dove il BESS garantisce continuità e autonomia.
• Eventi e spettacoli itineranti: utilizzo di BESS montati su camion o rimorchi (Mobile Energy Storage Unit) per alimentare il service luci, impianti audio e altre attrezzature tecniche, garantendo silenziosità e zero emissioni in alternativa ai generatori diesel.

La tecnologia al litio, in particolare nella sua variante LFP (litio-ferro-fosfato), è oggi la più adottata nei sistemi BESS grazie ai numerosi vantaggi che offre in termini di efficienza, durata e sicurezza. Parliamo infatti di una elevata densità energetica a fronte di dimensioni compatte, maggiore efficienza nei cicli di carica e scarica, una lunga vita utile che può superare i 6000 cicli, sicurezza termica e chimica superiore e una manutenzione ridotta. Queste caratteristiche rendono i sistemi BESS al litio ideali per molteplici applicazioni, dalla gestione dei carichi domestici fino all’integrazione in impianti industriali complessi.

A questi vantaggi tecnici si sommano i benefici strategici che i sistemi BESS offrono per la transizione energetica. Permettono di ottimizzare l’autoconsumo, utilizzando l’energia prodotta da fonti rinnovabili anche in assenza di sole o vento. Contribuiscono a una riduzione dei costi energetici, evitando i picchi di prelievo dalla rete e sfruttando l’energia accumulata nei momenti più favorevoli. Offrono inoltre un supporto fondamentale alla stabilità della rete, intervenendo nei momenti critici e garantendo backup energetico in caso di blackout. Infine, sono strumenti chiave per la decarbonizzazione, promuovendo un utilizzo più efficiente delle fonti rinnovabili e riducendo la dipendenza da generatori a combustibili fossili.

In Archimede Energia, come produttori specializzati in batterie al litio, progettiamo e realizziamo sistemi BESS modulari, sicuri e facilmente integrabili, pensati per accompagnare la crescita delle energie rinnovabili in ogni contesto applicativo.

L’integrazione di un sistema BESS con un impianto fotovoltaico è oggi una delle soluzioni più richieste. Il surplus di energia prodotta durante le ore di sole viene accumulato nelle batterie e utilizzato nelle ore serali o nei momenti di maggiore consumo. Questo consente di aumentare l’autoconsumo, ridurre il prelievo dalla rete e migliorare l’efficienza dell’impianto.

In fase progettuale è essenziale dimensionare correttamente la batteria, scegliere un inverter compatibile e assicurarsi che il BMS sia in grado di gestire l’intero sistema in sicurezza.

La durata di un sistema BESS dipende dalla tecnologia della batteria e dalle condizioni di utilizzo. Le batterie al litio LFP, le più diffuse nei sistemi BESS moderni, offrono:

• Fino a 6000 cicli di carica/scarica.
• Durata operativa di oltre 10 anni con manutenzione minima.
• Efficienza round-trip fino al 95% (ovvero solo il 5% dell’energia si perde nel ciclo di carica-scarica).

Le batterie al litio, se non gestite correttamente, possono incorrere in guasti termici, elettrici o meccanici, innescando fenomeni gravi come il thermal runaway (fuga termica).

Per questo, un BESS moderno implementa una catena di sicurezza multistrato:

• Barriere elettriche: fusibili, interruttori DC e sensori di off-gas (es. Li-Ion Tamer) che intervengono prima dell’incidente.
• Barriere fisiche e antincendio: ventilazione, sistemi di allagamento, estinguenti in schiuma o polvere, blast wall.
• Monitoraggio avanzato: rilevatori per gas tossici e sistemi di isolamento termico tra moduli.
• Certificazioni internazionali (CEI, UL, IEC, etc.).

La sicurezza dipende anche dalla qualità dei componenti utilizzati e dalla competenza del produttore e dell’integratore.

Le principali tecnologie utilizzate oggi nei sistemi BESS includono:

• LFP (Litio-ferro-fosfato): la più diffusa, per l’ottimo equilibrio tra sicurezza, durata e costi.
• NMC (nichel-manganese-cobalto): maggiore densità energetica, ma più sensibile al surriscaldamento.
• Piombo-acido: tecnologia più economica, ma meno efficiente e duratura.

Sodio-zolfo o Flow Battery: soluzioni emergenti per applicazioni su larga scala.

Il passaggio da un modello energetico basato su fonti fossili a uno fondato sulle rinnovabili richiede flessibilità, affidabilità e intelligenza distribuita. I sistemi BESS sono la risposta concreta a queste esigenze:

• Favoriscono la decarbonizzazione riducendo l’uso di generatori a combustibili fossili.
• Abilitano l’integrazione massiva delle rinnovabili, evitando sprechi e limitazioni strutturali.
• Aumentano la resilienza delle reti elettriche, soprattutto in contesti critici.
• Sostengono lo sviluppo delle comunità energetiche e dell’autoproduzione locale.

In sintesi, un BESS è molto più di una “batteria gigante”: è un abilitatore tecnologico, un pilastro del nuovo paradigma energetico.

Investire in un sistema BESS oggi significa investire in un futuro più sostenibile, efficiente e indipendente dal punto di vista energetico. In Archimede Energia lavoriamo ogni giorno per sviluppare batterie al litio ad alte prestazioni, affidabili e semplici da integrare. Perché la transizione energetica non è solo un obiettivo: è una direzione concreta, che passa attraverso scelte tecnologiche consapevoli.

Contattaci per ricevere una consulenza tecnica personalizzata o per scoprire le nostre soluzioni di accumulo a batteria al litio. Il nostro team è a disposizione per supportarti nella scelta del sistema più adatto alle tue esigenze applicative, che si tratti di energy storage, mobilità elettrica, lighting towers o ambienti off-grid.

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