Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere



Documenti analoghi
Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere

IMMAGAZZINARE ENERGIA: GLI ACCUMULATORI ELETTROCHIMICI Prof. Nerino Penazzi

SISTEMI ELETTROCHIMICI

Sistemi di accumulo per i veicoli elettrici

Dr. Mario Conte. Unità Tecnica Tecnologie Avanzate per l Energia e l Industria Unità di Coordinamento Sistemi di Accumulo dell Energia

Progetto H2 Filiera Idrogeno. Il contributo dell Elettronica nel Progetto Regionale Filiera Idrogeno

Applicazione degli accumuli nelle reti in bassa tensione

Brevi spunti a cura di Marco Pigni. PILA sas - Via Borgo Vico Como pilasascomo@onepec.it

Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere

Convertitori elettronici di potenza per i veicoli elettrici

FIAMM.COM RESIDENTIAL ENERGY STORAGE SYSTEM

SOLON SOLiberty: la soluzione per l accumulo energetico

Trasporto e Stoccaggio dell Energia: Come diventare Smart Milano, 11 Luglio 2011

Celle a combustibile Fuel cells (FC)

Tecnologie attuali e future per l accumulo di energia. Prof. Paolo Redi Stechnologies srl

Nanotecnologie la chiave di volta per le batterie del futuro e l auto elettrica

Sperimentazione di un caricabatterie reversibile. Antonino Genovese, Francesco Vellucci. Report RdS/2013/268 MINISTERO DELLO SVILUPPO ECONOMICO

WESTERN CO. Principali applicazioni: Brevetti depositati:

Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo economico sostenibile LE BATTERIE AL LITIO

SPS. 10 kva kva

Batterie. Scelte più oculate per migliori risultati

Generazione diesel-elettrica ad alta efficienza con sistemi di accumulo

Capacità nominale = Capacità batteria caricabatteria x Tensione batteria 3,7V / Boost di tensione 5V x Efficienza di conversione

Accumulatori al piombo: introduzione

TRATTAMENTO E RECUPERO DEI METALLI CONTENUTI NELLE BATTERIE Milano 11 settembre 2012

LE BATTERIE DA AVVIAMENTO

RICERCA SISTEMA ELETTRICO

ELETTROCHIMICA APPLICATA: LE CELLE A COMBUSTIBILE AD IDROGENO

Controllo della tensione sulle rete elettriche di distribuzione, tramite sistemi d accumulo dell energia elettrica.

Il laser in sostituzione della tranciatura meccanica nelle linee ad elevata produttività

Second life, vita accelerata e modellistica

the sun of the future

La tecnologia di nuova generazione per il trattamento delle acque di pozzo e di superficie

Caratteristiche elettriche

Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere

Il silenzio del mare. PROPULSIONE elettrica e ibrida

TECNOPOLO TALKS Il Tecnopolo della provincia di Ravenna si racconta

Alma Mater Studiorum - Università di Bologna STUDIO DELL APPLICAZIONE DI UN SISTEMA ALIMENTATO AD IDROGENO PER UN SOLLEVATORE AUTOPROPULSO

Mobilità elettrica e rete nazionale: amici o nemici?

Sviluppo dei veicoli elettrici

KIT AUTOCONSUMO EA. Per aumentare l autoconsumo degli impianti fotovoltaici fino all 70%

SistemiFotovoltaici.com opera come EPC esegue in proprio tutti i processi dalla progettazione all installazione dell impianto e cura tutte le

GREEN ENERGY ISLAND: la soluzione

ad uso domestico integrato ad un uso di veicoli elettrici a batteria

Progetto H2 Filiera Idrogeno Controllo elettronico del sistema di accumulo di energia in veicoli a fuel-cell

LiFeTech Energy Leader nella produzione di batterie ricaricabili

nergy Storage System TORAGE

Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere

SCOOTER A BASSO IMPATTO AMBIENTALE

Lotto 1 Schede tecniche - Fornitura di un veicolo usato e della componentistica necessaria per la realizzazione del suo ricondizionamento elettrico

PANNELLO FOTOVOLTAICO

PROSEGUI LA LETTURA!

Il dispositivo per massimizzare l autoconsumo di energia

La serie elettrochimica dei potenziali standard di riduzione (25 C)

I vantaggi energetici ed ambientali della piccola e micro cogenerazione

Report su test di ricarica rapida di batterie a litio

GENERAZIONE DISTRIBUITA COGENERAZIONE NEL SETTORE INDUSTRIALE

I Sistemi di Accumulo (SdA) elettrochimici sono applicazioni con un forte contenuto di innovazione:

Prodotti Progetti Investimenti/innovazione Proposte

ALIMENTATORE serie ALS/1 DCS per LAMPADA SCIALITICA

Power bank mah

INDAGINI SULLE TECNOLOGIE DELL IDROGENO QUALE VETTORE ENERGETICO PER L ACCUMULO

Sistema di accumulo con batterie al litio nel terziario: l applicazione ad una funivia

Ra.Store. L energia del sole anche di notte...

Sistemi di accumulo elettrochimico per la cessione programmata alla rete dell'energia da fonti rinnovabili e per i servizi di potenza

SISTEMI WATER PUMPING- MGS

Efficienza energetica per l intralogistica tecnologie avanzate per il risparmio energetico

ACCUMULATORI. Un accumulatore può consistere in un solo elemento, ma, di solito, è formato da più elementi collegati fra loro in serie, batteria.

... corso di chimica elettrochimica 1

Accumulo Energetico. Portiamo il meglio dell energia a casa tua.

Analisi economico-finanziaria di un impianto fotovoltaico su tetto nel Nord Italia. Bergamo, 8 Novembre 2007

Introduzione alla serie ibrida di sistemi di storage per energia rinnovabile basati su accumulo in batterie al Litio LIFEPO₄

GALLERIA FOTOGRAFICA

RECUPERO E RICICLO DEI MODULI FOTOVOLTAICI A FINE VITA: IL PRINCIPIO DELLA RESPONSABILITÀ ESTESA DEI PRODUTTORI. Fiera Milano 7 maggio 2014

STORAGE. Power è ok accumulare power è ancora meglio. PowerStorage. PowerStorage, ottimizzato per i PowerSet di Solar Frontier.

CORSO DI MACCHINE ELETTRICHE. Ing. Andrea Cervone

Obiettivo A: Sviluppo di moduli integrati, completi di BMS (Battery Management System)

COS'E' UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO E COME FUNZIONA

LiFeTech Energy Leader nella produzione di batterie ricaricabili


Smart Panel for Smart Grids Giorgio Grasso Direttore Fondazione CIFE

CATALOGO Scooter elettrici

L EVOLUZIONE TECNOLOGICA IN TEMA DI RISPARMIO ENERGETICO

S.M.A. S.r.l. Accumulatori. Presentazione Prodotto

LE BATTERIE AL PIOMBO ESAUSTE:

Sviluppo di moduli batterie litio-ioni per avviamento e trazione non automotive

Investire nel fotovoltaico: analisi di convenienza e casi di successo

Protagonisti dell energia

SUNNY BOY SMART ENERGY. La migliore soluzione che integra un inverter fotovoltaico e un sistema di accumulo energetico

AUTO ELETTRICHE A TORINO?

RAPPORTO TECNICO ATTIVITA : OR2/WP3 - Integrazione delle tecnologie a risparmio/recupero energetico

POLITECNICO DI MILANO Facoltà di Ingegneria dei Processi Industriali

Mediamente per realizzare 1 kw di impianto fotovoltaico occorrono almeno 7 m2.

SOFTWARE CALCOLO. Pompa di calore: calcolo potenza nel caso sia l unico generatore a servizio dell impianto di riscaldamento e dell ACS

L accumulo di energia elettrica da fonte rinnovabile non programmabile

SCOOTER ELETTRICI ANCHE SU DUE RUOTE!!! Prodotti in Italia PORTIAMO L ENERGIA OVUNQUE

Camera dei Deputati 33 Indagine conoscitiva 3. xvi legislatura commissioni riunite ix e x seduta del 22 febbraio 2011

Il progetto H 2 ydrogem: verso un futuro a zero emissioni. Ancona, 27 settembre 2013

Il Sistema Elettrico nei Veicoli Ibridi: componenti, caratteristiche e tecnologie

La progettazione dei sistemi FV allacciati alla rete elettrica

Transcript:

Bari, 26/07/2011 Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere 6 -Evoluzione degli accumulatori per applicazioni Giuseppe Mauri Dip. Sviluppo del Sistema Elettrico Ricerca sul Sistema Energetico - RSE Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri

Batterie per applicazioni Veicolari Elemento chiave è la batteria che ne determina, a parità di prestazioni, i costi e le criticità! Emas Ital Design Giugiaro Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 2 -

Batterie per applicazioni Veicolari ieri oggi domani Fuel Cell Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 3 -

Requisiti richiesti agli accumulatori elettrochimici per il veicolo elettrico! Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 4 -

I minimi obiettivi economici e prestazionali Criteri del consorzio USABC per i veicoli elettrici: Parametro Obiettivi minimi Densità di potenza [W/l] 600 Picco di potenza specifica in scarica all 80% DOD (depth of discharge), per 30 s [W/kg] 400 Densità di energia (tasso di scarica C/3) [Wh/l] 300 Energia specifica (tasso di scarica C/3) [Wh/kg] 200 Rapporto tra potenza specifica ed energia specifica 2:1 Dimensione del pacco batteria [kwh] 40 Cicli di vita (DOD = 80%) [num.] 1000 Tempo di vita [anni] 10 Costo specifico (con una produzione di 25000 unità l anno da 40 kwh) [$/kwh] Temperatura di lavoro [ C] da -40 a +85 100 Tempo di ricarica normale [ore] Tempo di ricarica rapido da 3 a 6 ore 15 minuti fino all 80% del SOC (state of charge) Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 5 -

Scegliere le caratteristiche I sistemi Li-ione sono sicuramente preferibili per le maggiori densità di energia principalmente legate al basso peso dei materiali. Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 6 -

Batterie e ioni di Litio 1. Batterie agli ioni di litio con elettrolita liquido 2. Batterie litio ioni-polimeri Catodo: ossido litiato di metallo di transizione con struttura a strati o tunnel (LiCoO 2, LiFePO 4, NCA,..) Anodo: Grafite o titanato di litio Elettrolita: Sali di litio disciolti in solvente organico LiCoO Carica 2 + 6C LixC6 + Li1 xcoo2 Scarica SEI: strato di separazione all interfaccia anodo-elettrolita. Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 7 -

Batterie e ioni di Litio Vantaggi: Alta densità di energia e di potenza Bassa resistenza interna Alta efficienza energetica Numero elevato di cicli di vita Rendimento amperorametrico unitario Svantaggi: Sensibilità alla sovraccarica e alla sovratemperatura Necessitano di sistemi elettronici di gestione e controllo per le singole celle e la batteria Costi ancora elevati (400 1000 /kwh) Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 8 -

Da che cosa dipendono le prestazioni delle celle per applicazioni? Dai MATERIALI che devono essere: a basso costo disponibili in grandi quantità non inquinanti processi industriali a bassa tecnologia alto livello di sicurezza Dalla costruzione della cella e dall assemblaggio delle celle che deve essere STANDARDIZZATO Dal meccanismo di controllo della TEMPERATURA dell accumulatore a bordo veicolo Dalla strumentazione di controllo del funzionamento della batteria La ricerca su questi temi già pronta a passare dal livello di laboratorio al livello pre-industriale - S.Bodoardo Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 9 -

I COSTI DEI DIVESI MATERIALI anodo catodo Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 10 -

Batterie Zebra La batteria ZEBRA appartiene alla famiglia degli accumulatori elettrochimici ad alta temperatura. Temperatura interna di lavoro attorno ai 300 C. Presenta elettrodi allo stato fuso, divisi da un separatore ceramico: 2Na Scarica + NiCl2 Ni + 2NaCl Carica Catodo: cloruro di nichel Anodo: sodio allo stato liquido Separatore: allumina che svolge anche la funzione di elettrolita Elettrolita liquido: costituito dal tetracloroalluminato di sodio Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 11 -

Batterie Zebra Vantaggi: Insensibilità alla temperatura ambiente Alta densità di energia Numero elevato di cicli di vita Rendimento amperorametrico unitario Svantaggi: Bassa potenza di picco Autoconsumo necessario per garantire la temperatura interna di funzionamento (in stand-by e scollegata da rete) Necessitano di sistemi elettronici di gestione e controllo della batteria Costi ancora elevati (600 /kwh) Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 12 -

Batterie provate Batteria Thundersky Batteria Kokam Batteria GAIA Batteria ZEBRA Le prove di caratterizzazione per applicazioni hanno coinvolto: due batterie litio-ioni una batteria litio-ioni-polimeri una batteria ad alta temperatura Sodio/Cloruro di Nichel Le prove sono state effettuate su batterie nuove. Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 13 -

Caratteristiche delle batterie provate Produttore FZ SONIK ZEBRA Thundersky GAIA Kokam Modello Z5-278-ML3C-64 Z5-557-ML3C-32 TS-LFP90AHA HP 602030 SLPB NCA 70460330 Tipologia Alta temperatura Alta temperatura Litio-ioni Litio-ioni Litio-ionipolimeri Anodo Sodio Sodio Grafite (C6) Grafite (C6) n.d. Catodo Cloruro di nichel Cloruro di nichel LiYFePO 4 NCA n.d. Elettrolita NaAlCl 4 e - allumina NaAlCl 4 e - allumina LiPF 6 elettrolita organico LiPF 6 elettrolita organico n.d. Capacità nominale [Ah] 64 32 90 45 100 Tensione nominale [V] 278 557 36 36 37 Energia nominale [kwh] 18 18 3,2 1,7 3,9 Massima corrente 450 (limitato a 234 117 270 di scarica [A] 150 dal BMS) 500 Vita attesa [cicli] DOD 80% 1000 1000 >2000 >1000 1200 Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 14 -

Conclusioni 1 Le batterie al litio presentano un rendimento energetico generalmente superiore al 90% Le batterie al litio risentono della temperatura ambiente e le prestazioni sono ridotte a bassa temperatura La batteria ZEBRA presenta un rendimento compreso tra il 70 e il 90% La batteria ZEBRA risente dei regimi di scarica più elevati L elevata resistenza interna della batteria ZEBRA determina limiti sulla massima potenza erogabile Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 15 -

Conclusioni 2 Tra le batterie in prova Kokam e GAIA sono le più prossime agli obiettivi forniti dall USABC per il picco di potenza in scarica La batteria litio-ioni-polimeri Kokam ha densità di energia prossima agli obiettivi forniti dall USABC La batteria ZEBRA potrebbe acquisire nuovo interesse sia mediante il miglioramento della tecnologia che attraverso lo sviluppo di sistemi ibridi con supercondensatori Sono in corso prove per verificare gli effetti dell invecchiamento Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 16 -

Questo lavoro è stato finanziato da: Ricerca di Sistema per il Settore Elettrico Research Fund for Italian Electric System Questo lavoro è stato finanziato dal Fondo di Ricerca per il Sistema Elettrico nell ambitodell Accordo di Programma tra ERSE ed il Ministero dello Sviluppo Economico - D.G.E.N.R.E. stipulato in data 29 luglio 2009 in ottemperanza del DM 19 marzo 2009. Grazie per la vostra attenzione! giuseppe.mauri@rse-web.it www.rse-web.it Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Bari 26/07/2011 Giuseppe Mauri - 17 -