L'utilizzo di sistemi di accumulo dell'energia rappresenta una delle opzioni più interessanti per l'evoluzione del sistema elettrico nazionale ed internazionale.
Una delle migliori opportunità di integrazione dei sistemi di accumulo nella rete elettrica è rappresentata dal loro utilizzo in combinazione con impianti di produzione da fonte rinnovabile non programmabile (FRNP).
Questi, per definizione, sono caratterizzati da un diagramma di produzione intermittente legato alla disponibilità della fonte in questione che varia sia al livello temporale (su scala giornaliera, mensile e annuale) sia al livello geografico. L'utilizzo di sistemi di accumulo dell'energia in combinazione con gli impianti FRNP consente di risolvere il problema legato alla non prevedibilità della produzione e contemporaneamente di aumentare la flessibilità della rete in termini di regolazione di tensione e di frequenza.
Lo scopo del progetto proposto è quello di dimostrare la fattibilità tecnica di un sistema di accumulo dell'energia ibrido composto da batterie e supercondensatori in combinazione con un impianto di produzione fotovoltaico, in grado di effettuare servizi legati alla flessibilità della rete. Il sistema che si intende realizzare avrà una potenza nominale ridotta, dell'ordine dei 5 kW, per esigenze tecniche di laboratorio, ed avrà una configurazione del tipo "full active" come definita in letteratura.
L'integrazione dei sistemi di storage rappresenta una dei più immediati sviluppi della rete nazionale dichiarati dagli enti governativi e tecnici.
il progetto che si intende proporre è innovativo in quanto, allo stato dell'arte, non esistono sistemi del genere in funzione se non impianti sperimentali ancora in corso, ed offre concrete possibilità di realizzare un avanzamento delle conoscenze rispetto allo stato dell'arte. Se infatti il funzionamento di batterie su piccola scala è abbastanza consolidato e conosciuto, il funzionamento dei supercondensatori non lo è altrettanto. Basti pensare al fatto che ad oggi non esiste un circuito equivalente unico in grado di simulare il comportamento di tali dispositivi in diverse condizioni di funzionamento. Inoltre, l'utilizzo di convertitori elettronici di potenza comporta inevitabilmente la presenza di ripple di corrente e tensione, il quale effetto sui supercondensatori non è stato chiarito del tutto.
Oltre a quanto appena detto, la grande potenzialità di realizzare un avanzamento delle conoscenze attuali risiede nel funzionamento combinato e simultaneo dei due sistemi di accumulo.
La realizzazione del prototipo su piccola scala oggetto della ricerca in parola permetterà di studiare nel dettaglio le interazioni tra batterie e supercondensatori in riferimento a specifici servizi richiesti dalla rete. Offrirà quindi la possibilità di implementare diverse strategie di controllo, anche innovative, e di studiarne l'effetto sui componenti in termini di efficienza energetica.