Applicazioni stazionarie di batterie per il livellamento del carico.

Così come un’economia sana si basa sulla differenziazione della produzione di beni, sul risparmio e l’accumulo, un piano energetico nazionale altrettanto sano deve prevedere una differenziazione dei sistemi di produzione dell’energia, il risparmio nella gestione degli impianti e nella distribuzione, e l’accumulo di energia. In generale, l’attività umana richiede consumi di energia fluttuanti in funzione dell’alternanza di fasi lavorative e di riposo nell’arco della giornata, dei ritmi lavorativi imposti dalle consuetudini nell’arco della settimana e soprattutto le variazioni climatiche stagionali. È difficile per le centrali elettriche fornire efficientemente tale potenza fluttuante con corrispondenza uno-a-uno, sebbene per mantenere stabile frequenza e tensione, è necessario che ci sia in ogni momento un costante bilancio tra la domanda e l’offerta nei sistemi elettrici. Inoltre, negli ultimi anni, sono aumentate l'installazione e l'aggiunta di nuove centrali di produzione di energia elettrica, da fonti rinnovabili, come l’energia eolica e il fotovoltaico. La potenza generata è incontrollabile che oscilla in base alle condizioni climatiche ha aggravato ancora di più la linea elettrica. Così, l’istallazione di una grande quantità di tali sistemi richiedono ulteriori sistemi di accumulo (spinning reserve). Con questa situazione, è naturale che si creino delle situazioni in cui non si ha un allineamento della domanda e dell’offerta di energia, creando così degli sfasamenti che vanno regolati, il load levelling agisce per ottimizzare i processi di produzione rendendo il sistema elettrico adeguato, s’interviene così nel risparmio oltre che a preservare le reti di distribuzione e gli utenti finali da spiacevoli inconvenienti. Questo si realizza accumulando l’energia prodotta nei periodi di bassa utenza (la notte) per poi utilizzarla nei momenti di punta, così da mantenere la centrale sempre su regimi medi. Attualmente, i sistemi principali di immagazzinamento dell'energia elettrica per il livellamento del carico giornaliero e per il controllo della frequenza del carico, sono: le grandi centrali idroelettriche di pompaggio e gli impianti di pressurizzazione di aria con turbine a gas, (Compressed Air Energy Storage CAES). L’accumulo elettrochimico mediante batterie è senza dubbio una soluzione economica e funzionale per far fronte a questa nuova situazione di nuove centrali eoliche e fotovoltaiche distribuite sul territorio. Alcuni sistemi sono stati già utilizzati e hanno dimostrato la loro efficacia, tra questi le batterie sodio/zolfo (NaS), le batterie redox a flusso di vanadio (Vanadium Redox Flow Battery VRF), le batterie al piombo (Pb/acido), per altri sistemi come le nichel/cadmio (Ni/Cd) e le Ni/MeH, e le batterie litio-ione sono stati realizzati degli impianti in cui sono in corso sperimentazioni ad ogni livello sia per l’impiego giornaliero che per tempi più corti e/o brevissimi. Si elencheranno i pregi e i difetti di tali sistemi e si proporranno alcuni impianti funzionanti come load levelling.