Cos'è l'accumulo di energia ?
Per accumulo di energia si intendono tutte le tecnologie che consentono di conservare l'energia prodotta per un uso successivo.. Oggi ricopre un ruolo strategico nella transizione energetica e nell’ottimizzazione delle reti elettriche..
In un contesto dove le fonti energetiche rinnovabili (solare, turbina eolica) sono sempre più integrati nella rete, ma producono in modo intermittente, lo stoccaggio diventa essenziale per bilanciare domanda e offerta. Per le aziende industriali, rappresenta inoltre una potente leva di gestione dell'energia.
Le principali funzioni dell’accumulo di energia sono le seguenti: :
- Ridurre i costi energetici immagazzinando l'elettricità nelle ore non di punta per utilizzarla durante i picchi di consumo ;
- Migliorare la stabilità della rete regolando le variazioni di tensione e frequenza ;
- Sostegno all’integrazione delle energie rinnovabili, garantendo un rifornimento costante anche in assenza di sole o vento ;
- Maggiore autonomia energetica, soprattutto in zone isolate o poco connesse alla rete.
Lo stoccaggio dell’energia non è solo una soluzione tecnica : è una risorsa strategica per garantire l’approvvigionamento, ottimizzare i consumi e rendere i progetti più resilienti.
I fondamenti dell'immagazzinamento dell'energia
Un sistema di accumulo di energia è progettato per catturare, conservare e ripristinare l'energia su richiesta. Il suo funzionamento si basa sulla conversione dell'energia : l’elettricità viene trasformata in un’altra forma di energia (chimico, meccanico, termico, ecc.) durante la fase di ricarica, poi riconvertiti in elettricità durante la scarica.
2.1 Composizione di un sistema di accumulo
Un sistema completo di accumulo di energia generalmente include :
- Un dispositivo di conversione dell'energia (inverter, Convertitore CA/CC) ;
- Un supporto di memorizzazione (batteria, volano, serbatoio termico…) ;
- Un sistema di gestione dell’energia (EMS – Sistema di gestione dell'energia) responsabile del monitoraggio, controllare e ottimizzare i flussi energetici ;
- Cavi elettrici idonei a garantire la trasmissione sicura dell'energia tra i diversi componenti.
2.2 Il processo di carica e scarica
- Carica : quando la produzione supera la domanda (ad esempio in pieno giorno per una centrale solare), l'energia viene catturata e immagazzinata. Viene convertito a seconda della tecnologia utilizzata : energia chimica in una batteria agli ioni di litio, energia potenziale in una stazione di pompaggio, ecc.
- Scarico : quando la domanda supera la produzione o in caso di interruzione della rete, il sistema ripristina l’energia immagazzinata riconvertendola in energia elettrica utilizzabile.
2.3 Efficienza energetica e durata
Ciascuna tecnologia di accumulo ha un’efficienza energetica diversa, ovvero la percentuale di energia recuperabile rispetto a quella immagazzinata. Per esempio, Le batterie agli ioni di litio hanno un'elevata efficienza (85 ha 95 %), mentre i sistemi termici sono più variabili.
La durata del sistema dipende dal numero di cicli di carica/scarica, condizioni operative, il tipo di batteria o supporto utilizzato, così come la qualità dei componenti. Cavi di alimentazione, in particolare, deve resistere al calore, sovratensioni e ambienti esigenti.
Le principali tecnologie di accumulo dell'energia
Oggi sono disponibili diverse tecnologie di stoccaggio dell’energia., ciascuno basato su principi diversi. La loro scelta dipende dalle esigenze del progetto : potenza richiesta, durata della conservazione, frequenza d'uso, vincoli ambientali, ecc.
3.1 Accumulo elettrochimico (batterie agli ioni di litio, ione sodio)
Lo stoccaggio elettrochimico si basa sull’uso di batterie per immagazzinare elettricità sotto forma di energia chimica.
Durante la fase di ricarica, l'energia elettrica viene convertita in energia chimica attraverso reazioni elettrochimiche. Durante la dimissione, questo processo è invertito : l'energia chimica viene nuovamente trasformata in elettricità utilizzabile.
Tra queste tecnologie, Le batterie agli ioni di litio ora dominano il mercato. Offrono un'elevata densità di energia, una risposta rapida e un'efficienza di conversione generalmente compresa tra 85 % et 95 %.
Les batterie agli ioni di sodio, in piena evoluzione, sembrano essere un'alternativa promettente, soprattutto in termini di costi e disponibilità dei materiali.
Applicazioni comuni
Le batterie elettrochimiche sono ampiamente utilizzate in vari campi :
- Accumulo solare residenziale e industriale（accumulo fotovoltaico）；
- Mobilità elettrica, soprattutto per le auto, autobus e veicoli commerciali；
- Sistemi di stoccaggio stazionari, come microreti o installazioni off-grid；
- Centri dati e sistemi di alimentazione di backup (UPS)。
Sono utilizzati anche nei sistemi BESS (Sistemi di accumulo dell'energia a batteria) equilibrare produzione e consumi sulle reti elettriche.
Vantaggi
- Alta efficienza energetica；
- Tempi di risposta rapidi，adatto per applicazioni critiche；
- Modularità，facile da adattare a diverse capacità di stoccaggio；
- Dimensioni compatte e alta densità di energia。
Svantaggi
- Degrado graduale con cicli di carica/scarica；
- Sensibilità alla temperatura，che richiedono un sistema di gestione termica；
- Rischio di incendio o esplosione in caso di guasto；
Il costo è ancora elevato per le soluzioni ad alta capacità.
3.2 Stoccaggio meccanico (pompaggio idraulico, volano)
L'accumulo meccanico utilizza il movimento o la posizione di un oggetto per immagazzinare energia. Questa categoria comprende principalmente il pompaggio idraulico e il volano.
Meccanismo operativo
Stoccaggio mediante pompaggio idraulico (STEP – Stazione di trasferimento di energia con pompaggio) è oggi la tecnologia di accumulo energetico più utilizzata su larga scala.
Quando c'è eccesso di elettricità, questo viene utilizzato per pompare l'acqua da un bacino inferiore a un bacino superiore. In tempi di forte domanda, l'acqua viene rilasciata per far girare le turbine, producendo così energia elettrica.
Il volano, quanto a lui, immagazzina energia sotto forma di movimento rotatorio. L'elettricità viene utilizzata per far girare un rotore ad alta velocità in un ambiente sotto vuoto. Quando si verifica una richiesta di energia, il rotore rallenta e l'energia cinetica viene convertita in elettricità.
Capacità di archiviazione e tempo di risposta
- Gli STEP hanno una capacità di stoccaggio molto elevata. Sono in grado di ripristinare l'energia per diverse ore, anche diversi giorni. D'altra parte, il loro tempo di risposta è moderato, dell'ordine di pochi minuti.
- I volani hanno una capacità più limitata. Tuttavia, il loro tempo di risposta è quasi istantaneo, il che li rende particolarmente utili per la regolazione della frequenza o per i microtagli.
Vincoli e limitazioni
- Il pompaggio idraulico richiede una topografia specifica : due serbatoi di diversa altitudine, vasto spazio e infrastrutture pesanti. Non è quindi molto adatto ad ambienti urbani o pianeggianti..
- I volani sono altamente efficienti per brevi periodi di tempo. Ma non sono adatti per esigenze di conservazione a lungo termine. Per di più, il loro costo iniziale può essere elevato per determinate applicazioni.
In sintesi, lo stoccaggio meccanico rimane una soluzione robusta e comprovata, ma che dovrà essere scelto in base ai vincoli fisici del sito e alle esigenze di durata della conservazione.
3.3 Accumulo termico (sali fusi, serbatoi di calore)
L’accumulo termico consiste nell’immagazzinare energia sotto forma di calore o freddo. L'energia termica viene poi recuperata per produrre energia elettrica o alimentare impianti di riscaldamento.
Questa tecnologia si basa sulla capacità dei materiali di immagazzinare e rilasciare calore, spesso ad alta temperatura.
Processo di conversione e recupero
Durante la fase di ricarica, energia (spesso elettrici o solari) viene utilizzato per riscaldare un fluido o un materiale. I sali fusi sono ampiamente utilizzati nei sistemi ad alta temperatura. Possono immagazzinare calore a oltre 500°C, pur mantenendo una buona stabilità termica.
Quando sorge la domanda di energia, il calore accumulato viene ceduto ad un fluido termovettore o vapore. Questo potrà poi essere utilizzato per produrre energia elettrica., tramite una turbina, o per alimentare un impianto di riscaldamento.
Il processo di recupero dipende dal livello di isolamento termico e dal tipo di tecnologia utilizzata.
Aree di applicazione
L’accumulo termico è particolarmente indicato per i settori in cui il calore rappresenta una parte significativa del consumo energetico. Si trova in particolare in :
- Impianti solari termodinamici (CSP) dotato di vasche per sali fusi；
- Impianti industriali che richiedono grandi quantità di calore per i loro processi；
- Reti di calore urbano, che utilizzano serbatoi coibentati per immagazzinare il calore prodotto durante le ore non di punta.
Questo tipo di accumulo permette di decorrelare produzione e consumo di calore, migliorando così l’efficienza energetica complessiva.
3.4 Stoccaggio chimico (idrogeno)
Lo stoccaggio chimico tramite idrogeno rappresenta una soluzione promettente per lo stoccaggio energetico a lungo termine. Si basa sulla conversione dell'elettricità in idrogeno, poi sulla sua riconversione in energia elettrica, al momento opportuno.
Elettrolisi dell'acqua e cella a combustibile
Il processo inizia con l'elettrolisi dell'acqua. Utilizzando una corrente elettrica, l'acqua viene scomposta in idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂). L'idrogeno prodotto viene poi immagazzinato in forma gassosa o liquida, in serbatoi ad alta pressione o criogenici.
Quando hai bisogno di energia, l'idrogeno viene introdotto in una cella a combustibile. Reagisce con l'ossigeno per produrre elettricità., calore e acqua. Questo processo è silenzioso, Proprio, e non emette gas serra se l'idrogeno proviene da una fonte rinnovabile.
Prospettive e sfide tecnologiche
Idrogeno verde, prodotta da energia elettrica rinnovabile, è considerata una leva fondamentale per la decarbonizzazione dell’industria e dei trasporti pesanti. Permette di immagazzinare l’elettricità in eccesso per lunghi periodi di tempo – diversi giorni, o addirittura mesi, il che è difficile con altre tecnologie.
Tuttavia, diverse sfide ne impediscono ancora l’adozione su larga scala :
- Resa complessiva limitata : ogni conversione (elettrolisi, compressione, riconversione) provoca notevoli perdite di energia；
- Costo elevato dell'elettrolisi, infrastrutture di stoccaggio e celle a combustibile；
- Preoccupazioni per la sicurezza relative alla manipolazione di gas infiammabili ad alta pressione；
- Mancanza di standard e infrastrutture di distribuzione globale。
Nonostante questi vincoli, L’idrogeno è al centro delle strategie energetiche di molti paesi. Rappresenta una tecnologia del futuro, in grado di svolgere un ruolo centrale nella transizione energetica, in particolare accoppiando i settori dell’elettricità, industria e mobilità.
3.5 Altre tecnologie emergenti
Oltre alle soluzioni tradizionali, sono allo studio diverse tecnologie di storage emergenti. Anche se ancora poco diffuso, offrono vantaggi specifici in determinati casi d'uso.
Memoria magnetica superconduttrice (PMI)
Accumulo magnetico mediante superconduttività (PMI) consente di immagazzinare energia sotto forma di campo magnetico in una bobina superconduttrice.
Questo sistema offre una risposta ultraveloce e un'efficienza molto elevata (accanto a 100 %). È particolarmente adatto per applicazioni che richiedono un'estrema stabilità di tensione, come centri di calcolo o reti critiche.
Tuttavia, Le PMI richiedono un raffreddamento criogenico costante, il che ne aumenta considerevolmente i costi e ne limita l’impiego su larga scala.
Stoccaggio di aria compressa (CAES)
Accumulo di energia tramite aria compressa (Accumulo di energia nell'aria compressa) consiste nel comprimere l'aria in cavità sotterranee durante i periodi di surplus energetico.
Quando sorge una richiesta, l'aria viene rilasciata, riscaldato e inviato in una turbina per produrre energia elettrica.
Questo sistema permette di immagazzinare grandi quantità di energia per lunghi periodi di tempo, simili agli WWTP. Dipende però dalla geologia locale, e la sua efficienza complessiva rimane inferiore a quella delle batterie (ambiente 40 ha 60 %).
Altre strade esplorate
Tra le altre strade promettenti :
- Supercondensatori : densità di potenza molto elevata, ricarica/scarica in pochi secondi, ma scarsa capacità di archiviazione；
- Stoccaggio gravitazionale : enormi blocchi sollevati e poi rilasciati per generare elettricità tramite cavi e pulegge；
- Batterie a flusso redox : adatto per applicazioni stazionarie ad alta capacità, con una lunga durata.
Tecnologie Ces, anche se ancora in fase di sviluppo, illustrare la ricchezza e la diversità del settore dello stoccaggio. Potrebbero integrare o sostituire le soluzioni attuali in contesti specifici, in funzione dei futuri sviluppi tecnici ed economici.
Il ruolo dei cavi nei sistemi di accumulo dell'energia
In un sistema di accumulo di energia, i cavi elettrici sono molto più che semplici connessioni. Garantiscono il trasferimento sicuro ed efficiente di energia tra i diversi componenti : batterie, inverter, trasformatori, unità di controllo esterne e reti.
4.1 Funzione critica nell'architettura del sistema
I cavi assicurano :
- Trasferimento di potenza ad alta o bassa tensione a seconda della scala del sistema (residenziale)., industriale, rete)；
- Continuità di segnale e comunicazione nei sistemi di controllo e gestione；
- Sicurezza dell'impianto, in particolare in caso di sovraccarico termico o ambiente restrittivo.
Nei sistemi di grande capacità (BESS, microreti, centrali solari abbinate allo stoccaggio）, La scelta errata del cablaggio può causare :
- Perdite energetiche significative；
- Surriscaldamento, anche incendi elettrici；
- Degrado prematuro dei componenti, riducendo la vita del sistema.
4.2 Specifiche tecniche richieste
I sistemi di storage impongono requisiti specifici ai cavi :
- Resistenza alle alte temperature (spesso fino a 90–125°C o più in un ambiente chiuso)；
- Compatibilità con correnti di carica/scarica rapida (pulsate o continue)；
- Isolamento rinforzato contro sbalzi di tensione o interferenze elettromagnetiche；
- Flessibilità e resistenza meccanica in installazioni mobili o modulari。
A seconda dell'applicazione (interna)., contenitore, metropolitana, sul tetto), potrebbe essere necessario utilizzare cavi :
- Certificato senza alogeni (Lszh) per evitare emissioni tossiche；
- Conforme agli standard IEC, UL o EN50618 a seconda dei mercati di esportazione；
- Dotato di guaine rinforzate contro l'umidità, olio, UV o roditori。
4.3 Collegamento tra prestazione energetica e qualità del cavo
Le prestazioni complessive di un sistema di storage dipendono in parte dalla qualità dei cavi utilizzati. Un calo di tensione eccessivo o un aumento della temperatura non adeguatamente controllato possono influire sulle prestazioni del sistema.
Per di più, cavi di scarsa qualità comportano maggiori costi di manutenzione, interruzioni del servizio e un’immagine degradata del progetto.
Per gli integratori, EPC, ingegneri e distributori, la scelta del fornitore del cavo diventa quindi strategica. Si tratta di garantire entrambi :
- Conformità agli standard internazionali；
- Affidabilità comprovata a lungo termine；
Opzioni personalizzate in base ai requisiti di tensione, intensità, connettività o ambiente.
Il futuro dello stoccaggio energetico e il suo impatto industriale
Lo stoccaggio dell’energia è destinato a diventare un pilastro centrale della transizione energetica globale. Il suo rapido sviluppo modifica profondamente l'organizzazione delle reti elettriche, strategie industriali e priorità di investimento a medio e lungo termine.
5.1 Verso un sistema energetico più flessibile e resiliente
Grazie allo stoccaggio, i produttori di energia possono stabilizzare le reti, integrare fonti rinnovabili più variabili (solare)., energia eolica) e attenuare la domanda 24 ore.
A livello locale, le imprese possono diventare produttori-consumatori (prosumatori), parzialmente o totalmente autonomo.
Questa flessibilità è cruciale anche di fronte ai rischi climatici., picchi di consumo e interruzioni di rete.
5.2 Una leva di competitività per il settore
Nei settori industriali ad alto consumo (acciaio, chimica, fabbricazione), lo stoccaggio lo consente :
- Riduci i costi energetici acquistando al momento giusto（rimozione, arbitraggio)；
- Garantire la produzione contro le interruzioni；
- Ridurre l’impronta di carbonio per soddisfare i requisiti ESG e gli standard ISO.
Le aziende che integrano queste tecnologie si posizionano presto come leader nella transizione energetica, in grado di catturare finanziamenti verdi, sussidi o benefici normativi.
5.3 Una catena di fornitura che cambia
L’aumento dello storage crea una domanda esponenziale di componenti affidabili : batterie, convertitori, sistemi di gestione, e ovviamente... cavi di tipo industriale.
Integratori e produttori cercano fornitori in grado di garantire prestazioni, conformità logistica e flessibilità.
Ciò apre importanti opportunità di business per le aziende B2B, particolare nell'export, infrastrutture intelligenti, o progetti su larga scala（parchi solari, centri dati, poli logistici, ecc.).
5.4 Convergenza con digitale e AI
Anche lo storage si sta evolvendo verso sistemi connessi, guidato dal software, integrando :
- Gestione intelligente dell'energia (EMS)；
- Previsione tramite AI per ottimizzare carica/scarica；
- Sicurezza informatica energetica.
Le soluzioni del futuro saranno quindi ibride, modulare, interconnesso, creando un ecosistema energetico intelligente in cui ogni componente, compresi i cavi, deve soddisfare rigorosi requisiti tecnici e digitali.
Perché scegliere i cavi giusti per i tuoi sistemi di storage ?
La scelta dei cavi elettrici gioca un ruolo cruciale nella sicurezza, le prestazioni e la longevità dei sistemi di accumulo dell’energia. L'installazione di una batteria o di un inverter non può funzionare in modo ottimale senza un cablaggio affidabile, adattato all’ambiente e alla potenza richiesta.
Caratteristiche principali da considerare
I cavi per i sistemi di accumulo dell'energia devono soddisfare specifici requisiti tecnici :
- Resistenza alle alte temperature : cicli ripetuti di carica/scarica generano calore. I cavi devono resistere a temperature spesso fino a 90°C o più；
- Ottimo isolamento elettrico : per prevenire dispersioni di corrente e garantire la sicurezza in ambienti chiusi o ad alta densità energetica；
- Compatibilità con alte intensità : soprattutto per i collegamenti tra le batterie, inverter e quadri elettrici；
- Capacità di personalizzazione : ogni progetto è unico. Lunghezza, sezione, il tipo di isolamento o schermatura deve poter essere adattato alle esigenze del cliente.
Scenari di utilizzo consigliati
Ecco alcuni tipi di cavi essenziali in un sistema di storage :
- Cavi di media tensione (MT) : per il collegamento di inverter alle reti o trasformatori in grandi impianti；
- Cavi di collegamento alla batteria (Cavi della batteria) : molto flessibile, resistente al calore e alla tensione pulsata；
- Cavi resistenti al fuoco (Cavi resistenti al fuoco) : consigliato per contenitori o locali tecnici dove la sicurezza antincendio è una priorità；
- Cavi fotovoltaici EN50618/UL4703 : quando un sistema fotovoltaico è accoppiato con un sistema di accumulo in batteria.
Perché scegliere ZMS Cable per i tuoi progetti di storage ?
Come fornitore globale specializzato in soluzioni di cablaggio industriale, ZMS Cable ha supportato 30 anni di progetti in più di 100 paga. Comprendiamo le esigenze specifiche dei moderni sistemi di stoccaggio e offriamo prodotti su misura secondo gli standard più elevati.
Prodotti certificati e conformi agli standard internazionali
I nostri cavi sono conformi alle principali certificazioni internazionali :
- IEC, IN, Nf, UL, ISO9001；
- Tracciabilità completa e rapporti di prova forniti；
- Rigoroso controllo di qualità in ogni fase della produzione.
Cavi personalizzati per sistemi di storage
Offerte ZMS :
- Soluzioni personalizzate : sezione, tensione, schermatura, colori, confezione；
- Compatibilità garantita con batterie al litio, inverter, SME, e armadi elettrici；
- Cavi progettati per funzionare in ambienti difficili (alte temperature), umidità, UV, vincoli meccanici）.
Consegna rapida ed esperienza di esportazione riconosciuta
Abbiamo :
- Grandi scorte per consegne rapide su progetti urgenti；
- Un team specializzato nella logistica delle esportazioni, padroneggiare gli standard doganali, Incoterms e documentazione；
- Solida esperienza B2B in progetti infrastrutturali, energia rinnovabile, depositi industriali e residenziali.
Il cavo ZMS è un fornitore di cavi per un affidabile accumulo di energia, dalla progettazione all'installazione.
Conclusione : Accumulo di energia, una tendenza e un’opportunità
Lo stoccaggio dell’energia è molto più di un argomento tecnologico : è una leva strategica per ridurre i costi, garantire l’approvvigionamento energetico e accelerare la transizione verso un modello più sostenibile.
Qualunque sia il tuo progetto: solare, industriale, rete ibrida o intelligente: scegliere i componenti giusti è la chiave del successo.
Al cavo ZMS, crediamo che un buon cavo sia la spina dorsale invisibile di un sistema ad alte prestazioni.
Contattaci oggi per discutere le tue esigenze di cavi per l'accumulo di energia. I nostri ingegneri vi supportano nella scelta della soluzione più adatta ai vostri obiettivi tecnici e commerciali..