Sistemi di accumulo a batteria per le stazioni di ricarica per veicoli elettrici: quando conviene?

Le stazioni di ricarica per veicoli elettrici stanno diventando sempre più importanti per aziende, siti logistici, immobili commerciali, hotel, supermercati e gestori di flotte. Con l'aumento del numero di veicoli elettrici in circolazione, molte stazioni si trovano ad affrontare una pressione crescente sulla propria connessione alla rete elettrica, soprattutto quando più veicoli si ricaricano contemporaneamente o quando vengono installati caricabatterie rapidi in corrente continua.

Un sistema di accumulo di energia a batteria, o BESS, può contribuire ad affrontare questa sfida. Attutisce i picchi di consumo energetico a breve termine, supporta l'utilizzo dell'energia solare in loco e aiuta le aziende a sfruttare al meglio la capacità disponibile della rete elettrica.

Questo articolo spiega quando conviene investire in sistemi di accumulo a batteria per le stazioni di ricarica commerciali per veicoli elettrici, quali fattori economici sono rilevanti e come le aziende possono ottimizzare la dimensione delle batterie, la potenza di ricarica e la connessione alla rete per un funzionamento affidabile ed efficiente.

Perché le stazioni di ricarica commerciali per veicoli elettrici mettono sotto pressione la rete elettrica

Un singolo punto di ricarica per veicoli elettrici è solitamente gestibile per molte aree commerciali. La sfida inizia quando più veicoli si caricano contemporaneamente o quando vengono aggiunti caricabatterie rapidi a corrente continua. In questi casi, la domanda di energia a breve termine può aumentare in modo significativo.

Per le stazioni di ricarica commerciali per veicoli elettrici, la pianificazione dipende in larga misura dalla capacità della rete disponibile e dalla frequenza con cui si verificano effettivamente elevati carichi di ricarica. Se la connessione esistente non è sufficiente, le aziende devono valutare se è necessario un potenziamento della rete o se l'accumulo di energia tramite batterie, la gestione del carico e un impianto fotovoltaico possono operare insieme come soluzione più conveniente.

Come funziona l'accumulo di energia nelle batterie di un parco di ricarica per veicoli elettrici

In un parco di ricarica per veicoli elettrici commerciale, un sistema di accumulo della batteriaFunziona da buffer di potenza tra la rete elettrica, l'impianto fotovoltaico, l'infrastruttura di ricarica e i consumatori di energia in loco.

La batteria si ricarica quando la domanda di elettricità è bassa o quando è disponibile un surplus di energia solare. Quando più veicoli si caricano contemporaneamente e la domanda del sito aumenta, la batteria fornisce energia aggiuntiva. Ciò riduce la domanda a breve termine sulla connessione alla rete.

E sistema intelligente di gestione dell'energia controlla quando la batteria viene caricata o scaricata. In un parco di ricarica per veicoli elettrici, il BESS può ridurre i picchi di carico, supportare l'autoconsumo solare e fornire energia di ricarica a breve termine. Per le aziende, non è solo un sistema di accumulo a batteria commerciale, ma anche una parte attiva della strategia di ricarica ed energetica.

Quando conviene installare un sistema di accumulo a batteria per le stazioni di ricarica dei veicoli elettrici?

L'opportunità di installare un sistema di accumulo a batteria in un parco di ricarica commerciale per veicoli elettrici dipende dalle condizioni del sito, dalla potenza di ricarica, dal profilo di utilizzo, dai limiti della rete e dall'infrastruttura energetica esistente. È particolarmente vantaggioso quando l'accumulo a batteria può risolvere contemporaneamente più problematiche, come la capacità limitata della rete, i picchi di carico, l'integrazione con l'energia solare o il supporto alla ricarica rapida.

Capacità limitata della rete o ricarica rapida in corrente continua

L'accumulo di energia tramite batterie è spesso prezioso quando la connessione alla rete elettrica esistente non è sufficiente per l'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici prevista, o quando la capacità disponibile è solo leggermente superiore alla domanda prevista. Ciò è particolarmente rilevante per i siti che aggiungono ulteriori punti di ricarica, caricabatterie in corrente continua o stazioni di ricarica rapida.

In queste situazioni, una batteria può fungere da tampone per i picchi di potenza a breve termine e consentire un utilizzo più efficiente della capacità disponibile della rete. Ciò risulta particolarmente utile quando un parco di ricarica per veicoli elettrici deve essere ampliato, quando è richiesta un'elevata potenza di ricarica solo in determinati momenti o quando la domanda massima di energia dalla rete deve rimanere limitata.

Un sistema di accumulo a batteria non sostituisce necessariamente un potenziamento della rete elettrica. Tuttavia, può rendere la progettazione complessiva del progetto più flessibile ed economicamente vantaggiosa, soprattutto per le stazioni di ricarica per veicoli elettrici con capacità limitata dalla rete.

Riduzione dei picchi di consumo e dei costi di domanda

Molte tariffe elettriche commerciali includono costi di picco oltre ai costi di consumo energetico. Quando più veicoli si ricaricano contemporaneamente, la domanda di energia elettrica in loco può aumentare rapidamente. Se questo picco di domanda è rilevante ai fini della fatturazione, può avere un impatto significativo sui costi dell'elettricità.

L'accumulo di energia tramite batteria può supportare raschiamento del piccoRiducendo questi picchi a breve termine. Quando la domanda di rete raggiunge una soglia definita, la batteria si scarica e fornisce parte dell'energia richiesta. Ciò contribuisce a mantenere la domanda di rete al di sotto del livello target e può supportare la riduzione dei costi di picco.

Ciò è particolarmente rilevante per le stazioni di ricarica per veicoli elettrici commerciali con più punti di ricarica, sessioni di ricarica simultanee regolari, ricariche ad alta richiesta o esigenze energetiche aggiuntive derivanti da produzione, sistemi di raffreddamento, pompe di calore o apparecchiature dell'edificio.

Modelli di tariffazione prevedibili per la flotta o per i clienti

L'accumulo di energia tramite batteria funziona al meglio quando le stazioni di ricarica per veicoli elettrici vengono utilizzate regolarmente. Quanto più prevedibili sono i tempi di ricarica e i profili di carico, tanto più efficiente sarà la carica e la scarica della batteria.

Esempi tipici includono flotte aziendali, veicoli per la logistica, parcheggi per i dipendenti, punti vendita al dettaglio e immobili commerciali con schemi di ricarica ricorrenti. Questi siti presentano spesso profili di carico prevedibili che possono essere gestiti in modo più efficace con sistemi di accumulo a batteria e una gestione intelligente del carico.

Se un parco di ricarica per veicoli elettrici viene utilizzato raramente o la domanda di ricarica è molto irregolare, l'accumulo di energia tramite batterie potrebbe risultare meno conveniente. Il fattore chiave non è solo la capacità di ricarica installata, ma anche l'utilizzo effettivo durante il funzionamento quotidiano.

Integrazione del fotovoltaico e autoconsumo solare

L'accumulo di energia tramite batterie diventa particolarmente utile quando il parco di ricarica per veicoli elettrici è abbinato a un impianto fotovoltaico o a una tettoia solare. Molti siti commerciali dispongono di aree sui tetti o parcheggi che possono generare energia solare per l'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici.

La generazione solare e la richiesta di carica non sempre si verificano contemporaneamente. Una batteria può immagazzina energia solaree renderla disponibile in seguito per la ricarica dei veicoli. Ciò aumenta l'autoconsumo solare riducendo al contempo il consumo di elettricità dalla rete.

Per i siti commerciali con produzione di energia solare in loco, l'accumulo di energia tramite batterie è spesso più vantaggioso rispetto alle stazioni di ricarica senza produzione di energia rinnovabile.

Quando l'accumulo di energia tramite batteria potrebbe non essere un investimento conveniente.

L'accumulo di energia tramite batterie non è automaticamente la scelta giusta per ogni parco di ricarica per veicoli elettrici commerciale. L'investimento potrebbe essere più difficile da giustificare se il sito dispone solo di pochi caricabatterie CA a bassa potenza, un'attività di ricarica limitata o nessun picco di carico significativo.

Potrebbe inoltre risultare meno rilevante quando la connessione alla rete esistente è già sufficiente, non è disponibile un impianto fotovoltaico, la tariffa elettrica prevede una scarsa o nulla tariffazione basata sulla domanda, oppure i tempi di ricarica sono molto irregolari. In questi casi, una gestione intelligente del carico, una pianificazione adeguata del parco di ricarica o un successivo ammodernamento con sistema di accumulo a batteria potrebbero essere più appropriati.

Prima di investire, le aziende dovrebbero valutare se il profilo di carico, la potenza di carica, la capacità della rete, la tariffa elettrica e la potenziale produzione fotovoltaica possano creare un chiaro vantaggio economico per l'accumulo di energia tramite batterie.

Potenziamento della rete elettrica o accumulo a batteria: quale opzione è più sensata?</p>

In molti progetti di ricarica per veicoli elettrici, la questione chiave è se sia necessario potenziare la connessione alla rete o se l'accumulo di energia tramite batterie possa contribuire a sfruttare al meglio la capacità di rete disponibile.

La risposta corretta dipende dalle condizioni del sito. In alcuni casi, un potenziamento della rete è inevitabile. In altri, l'accumulo a batteria può compensare i picchi di carico a breve termine, limitare la domanda massima di energia dalla rete e contribuire a evitare o ritardare un potenziamento più consistente del collegamento alla rete.

In molti progetti, la soluzione migliore non è semplicemente un potenziamento della rete o un sistema di accumulo a batteria. È la giusta combinazione di capacità della rete, accumulo a batteria, impianto fotovoltaico e gestione intelligente del carico.

Come dimensionare un sistema di accumulo a batteria per una stazione di ricarica per veicoli elettrici

La scelta della dimensione ideale della batteria non dipende solo dal numero di punti di ricarica. Un aspetto più importante è la quantità di energia necessaria simultaneamente durante il funzionamento effettivo e il limite di richiesta di energia dalla rete che il sito deve rispettare.

Ad esempio, un parco di ricarica per veicoli elettrici con dieci punti di ricarica può avere esigenze di accumulo molto diverse a seconda della potenza di ricarica (AC o DC), della simultaneità di ricarica e del profilo di utilizzo. Ciò significa che la batteria non dovrebbe essere dimensionata utilizzando una semplice regola empirica, ma in base al profilo di carico effettivo o previsto.

In pratica, il dimensionamento dovrebbe partire dal limite di potenza della rete elettrica del sito: quanta energia può essere prelevata dalla rete e quanta energia aggiuntiva deve fornire la batteria durante i picchi di carica?

Altri fattori importanti includono la durata e la frequenza dei picchi di domanda, il profilo di carica giornaliero, la potenziale produzione fotovoltaica e i piani di espansione futuri. Una batteria sottodimensionata può ridurre i picchi solo in misura limitata, mentre una batteria sovradimensionata aumenta i costi di investimento e potrebbe non essere utilizzata in modo efficiente.

Per questo motivo, le aziende dovrebbero innanzitutto definire lo scopo principale del sistema di accumulo a batteria: riduzione dei picchi di consumo, autoconsumo solare, supporto alla ricarica rapida o una combinazione di queste funzioni.

Cosa determina il ritorno sull'investimento (ROI) dei sistemi di accumulo a batteria nei parchi di ricarica per veicoli elettrici?

Il ritorno sull'investimento dei sistemi di accumulo a batteria per le stazioni di ricarica commerciali per veicoli elettrici dipende fortemente dal comportamento di ricarica effettivo. Non esiste un periodo di ammortamento universale, poiché ogni sito presenta profili di carico, tariffe elettriche, condizioni della rete e costi di investimento diversi.

Un fattore importante è la capacità disponibile della rete. Se una batteria contribuisce a evitare, ridurre o ritardare un potenziamento più consistente della rete, può migliorare la redditività del parco di ricarica. Allo stesso tempo, può fornire energia di ricarica aggiuntiva a breve termine senza aumentare permanentemente la domanda di rete.

Anche la riduzione dei picchi di consumo è fondamentale. Per le aziende con costi dell'elettricità basati sulla domanda, l'accumulo di energia tramite batterie può ridurre i picchi di carico e limitare la domanda massima dalla rete. Quanto più frequentemente si verificano questi picchi durante la fase di ricarica, tanto più rilevante diventa questo effetto.

Per gli impianti fotovoltaici, l'accumulo a batteria può migliorare ulteriormente il ritorno sull'investimento (ROI) aumentando l'autoconsumo di energia solare e riducendo il consumo di elettricità dalla rete durante i periodi di ricarica. Anche le tariffe elettriche a basso costo o variabili nel tempo possono supportare la convenienza economica, ma ciò deve essere sempre valutato in base alle specifiche esigenze del sito.

Per le stazioni di ricarica pubbliche, i punti vendita al dettaglio, le stazioni di ricarica per flotte o le infrastrutture di ricarica rapida, l'accumulo di energia tramite batterie può contribuire alla disponibilità di punti di ricarica. Se è possibile ricaricare un maggior numero di veicoli o offrire una potenza di ricarica più elevata, si possono generare ulteriori ricavi. Tuttavia, le aziende devono anche considerare i costi di acquisto delle batterie, l'installazione, gli inverter, la gestione energetica, la manutenzione, la durata e i cicli di utilizzo.

La fattibilità di un progetto di accumulo a batteria è generalmente più solida quando un singolo sistema è in grado di risolvere contemporaneamente diversi problemi: limitazioni della rete, riduzione dei picchi di consumo, autoconsumo fotovoltaico e disponibilità di punti di ricarica.

Esempio pratico: ricarica rapida di camion elettrici con pannelli fotovoltaici e accumulo a batteria ad Alheim

Un esempio rilevante è il progetto Ultimati Energie ad Alheim, in Germania. Il sito combina la ricarica rapida dei camion elettrici con 2 caricabatterie rapidi CC da 400 kW, un sistema fotovoltaico da 600 kWp e 3 × Sistemi di accumulo di energia UltimaBlock TL261Con una connessione alla rete limitata a 160 kW, il sistema di accumulo a batteria contribuisce a fornire un'elevata potenza di ricarica, a integrare l'energia fotovoltaica e a supportare la gestione dinamica del carico per l'infrastruttura di ricarica. Questo progetto dimostra come l'accumulo a batteria possa supportare i parchi di ricarica per veicoli elettrici commerciali quando la domanda di ricarica rapida, la capacità limitata della rete e la produzione di energia rinnovabile devono coesistere. 

Scopri di più nel nostro Progetto di ricarica rapida per camion elettrici di Alheim.

Conclusione: Quando conviene installare un sistema di accumulo a batteria nelle stazioni di ricarica commerciali per veicoli elettrici?

L'accumulo di energia tramite batterie è particolarmente vantaggioso per le stazioni di ricarica commerciali per veicoli elettrici quando si combinano elevata potenza di ricarica, capacità limitata della rete, picchi di carico significativi e domanda di ricarica regolare. La convenienza economica aumenta ulteriormente quando è già presente o in programma un impianto fotovoltaico o una tettoia solare.

Tuttavia, non tutti i parchi di ricarica per veicoli elettrici necessitano automaticamente di un sistema di accumulo a batteria. La chiave è un'analisi specifica del sito che tenga conto del profilo di carico, delle condizioni della rete, della produzione fotovoltaica, della strategia di gestione del carico e della futura domanda di energia. Nella maggior parte dei progetti, il risultato migliore si ottiene pianificando la connessione alla rete, i punti di ricarica, l'impianto fotovoltaico, la gestione dell'energia e la dimensione della batteria come un unico sistema integrato.

Pianificazione di infrastrutture commerciali di ricarica per veicoli elettrici con accumulo a batteria

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