2. Introduzione e caratteristiche dell’ESS
2.1. Cos’è l’ESS?
Un sistema di accumulo di energia collegato alla rete combina diversi prodotti Victron Energy: un inverter/caricabatterie, un dispositivo GX, una batteria e solitamente è abbinato a un impianto solare. Accumula energia, generalmente di origine solare, e la rende disponibile in un secondo momento, ad esempio, per alimentare i carichi la sera, dopo l’interruzione della produzione solare. La batteria può essere caricata anche dalla rete elettrica e l'impianto può funzionare anche senza energia solare.
L’ESS è la funzionalità di Victron che permette a questi componenti di funzionare come se fossero un unico sistema. Coordina l'inverter/caricabatterie, la batteria, il fotovoltaico e il collegamento alla rete, decidendo quando caricare la batteria, quando scaricarla e quanta energia prelevare dalla rete o immettere nella stessa.
Grazie all’ESS, il sistema è in grado di:
differire l'erogazione di potenza nel tempo, accumulando energia per utilizzarla quando è più utile,
caricare la batteria tramite l'energia solare,
contribuire alla stabilità della rete riducendo i picchi di consumo, e
reimmettere l'eccedenza di energia in rete, se consentito.
Quando l'impianto produce più energia di quanta ne serva ai carichi e la batteria è carica, può rivendere l'energia in eccesso alla rete. Quando non è in grado di soddisfare la domanda ricorrendo esclusivamente alla batteria e all'energia solare, preleva automaticamente la quantità mancante dalla rete elettrica.
L'ESS viene configurato in due luoghi: nell'ESS Assistant, caricato nell'inverter/caricabatterie tramite il VEConfigure, e nel menu ESS sul dispositivo GX. Sono descritti entrambi nella sezione Configurazione.
2.2. Caratteristiche e funzionalità dell’ESS
Riserva in caso di interruzione dell'alimentazione di rete
In caso di interruzione della rete elettrica, l'inverter/caricabatterie si scollega dalla rete e continua ad alimentare i carichi sulla sua uscita CA tramite la batteria e, se disponibile, tramite l'energia solare. I carichi non subiscono interruzioni. Quando la rete elettrica viene ripristinata, il sistema si ricollega e riprende il normale funzionamento senza necessità di alcun intervento.
La percentuale della capacità della batteria riservata in caso di interruzione della rete elettrica viene impostata tramite il SoC minimo. Il sistema rispetta tale limite finché la rete è presente e lo ignora in caso di interruzione, affinché la riserva rimanga disponibile. I carichi che rimangono alimentati vengono selezionati in base alla loro modalità di cablaggio, come illustrato nel capitolo Progettazione del sistema.
FV: Accoppiato in CC, accoppiato in CA o entrambi
Il sistema può sfruttare il fotovoltaico in due modi. Se il FV è accoppiato in CC, un caricabatterie solare MPPT SmartSolar o BlueSolar alimenta la batteria direttamente sul lato CC. Se il FV è accoppiato in CA, un inverter FV collegato alla rete alimenta il lato CA. Il sistema può utilizzare l'uno o l'altro, oppure una combinazione di entrambi. (Le modalità di scelta sono illustrate nella sezione Progettazione del sistema.)
Con o senza un contatore di rete
Il sistema può funzionare con o senza un contatore di rete esterno. Se dotato di contatore, può funzionare in parallelo alla rete come impianto completamente o parzialmente collegato alla rete. In assenza di un contatore, tutti i carichi e gli eventuali inverter FV vengono collegati all'uscita CA dell'inverter/caricabatterie. (Vedere Progettazione del sistema)
Generatore di riserva
È possibile utilizzare un generatore come sistema di riserva in caso di interruzioni prolungate della rete. Il dispositivo GX è in grado di avviare e arrestare automaticamente il generatore, garantire che sia caricato correttamente e spegnerlo quando la batteria è carica. Le impostazioni del codice di rete e della perdita di alimentazione di rete (LOM) richiedono particolare attenzione in caso di sistemi dotati di generatore.
Reimmissione dell’energia solare nella rete elettrica
L'eccedenza di energia FV può essere esportata alla rete elettrica, laddove le normative locali lo consentano. L'immissione in rete è possibile indipendentemente dal tipo di collegamento del FV, sia esso accoppiato in CC, accoppiato in CA sull’ingresso CA o accoppiato in CA sull'uscita CA.
Senza alimentazione
Se si dispone di un inverter FV collegato alla rete compatibile con questa funzione, è possibile impedire l'immissione in rete o limitarla a un livello concordato. Il sistema riduce l’uscita dell'inverter FV non appena viene rilevata l'immissione in rete. Gli inverter FV supportati e le impostazioni necessarie per ognuno di essi sono elencati nella sezione Immissione in rete zero e limitata con inverter FV.
Riduzione dei picchi
L’energia prelevata dalla rete o immessa nella stessa può essere limitata nel punto di connessione alla rete. Quando la domanda supera il limite, la batteria copre la differenza, consentendo così all'impianto di sostenere carichi superiori alla capacità del collegamento alla rete e di funzionare nell'ambito di un collegamento soggetto a limitazioni contrattuali o fisiche. Vedi Riduzione dei picchi.
Carica programmata
È possibile caricare la batteria tramite la rete in fasce orarie prestabilite, per usufruire delle tariffe fuori picco, prepararsi a un’interruzione di corrente prevista o effettuare una carica di manutenzione periodica della batteria. Vedere Livelli di carica programmati.
ESS dinamico
L'ESS dinamico ottimizza il sistema in base a una tariffa energetica variabile o dinamica, programmando la carica e la scarica della batteria in modo da ridurre al minimo i costi energetici, nel rispetto dei limiti configurati per la batteria e la rete.
Carichi non prioritari
L'eccedenza di energia solare può essere convogliata verso carichi flessibili, quali pompe di calore, caricabatterie per veicoli elettrici (EV), sistemi di riscaldamento dell'acqua e pompe per piscine, anziché essere limitata o esportata. Si configura la potenza assorbita da ogni carico, che viene attivato non appena l'eccedenza disponibile è sufficiente a coprirla. I carichi vengono gestiti in ordine di priorità, pertanto l’eccedenza viene assegnata innanzitutto al carico più importante.
Carica EV
La EV Charging Station di Victron si collega al dispositivo GX, dove viene monitorata e controllata insieme al resto del sistema, sia localmente che tramite il VRM. Può anche essere caricata come carico occasionale sfruttando l'eccedenza di energia solare.
2.3. Quando usare l’ESS
Utilizzare l’ESS in un sistema ad autoconsumo, in un sistema di continuità con fotovoltaico o in una combinazione dei due. Ciò che li distingue è la quota di capacità della batteria riservata alle interruzioni della rete elettrica. In un impianto combinato, ad esempio, il 30 % della capacità viene utilizzato per l’autoconsumo, mentre il restante 70 % viene tenuto di riserva.
Autoconsumo
Quando la potenza FV è superiore a quella necessaria ai carichi, l'eccedenza viene immagazzinata nella batteria. L'energia immagazzinata viene poi utilizzata per alimentare i carichi quando il FV non è sufficiente.
La percentuale di capacità della batteria utilizzata per l'autoconsumo è configurabile. Se le interruzioni della rete elettrica sono molto rare, è possibile impostare un valore massimo pari alla capacità della batteria, rendendo così disponibile l'intera capacità per l'uso quotidiano. Se le interruzioni di rete sono frequenti o addirittura quotidiane, viene utilizzata una quota minore, ad esempio il 20 % per l’autoconsumo, mentre il restante 80 % viene tenuto di riserva in vista della prossima interruzione.
Backup
Quando la batteria è destinata a fungere da riserva piuttosto che per cicli di carica e scarica quotidiani, viene mantenuta a un elevato livello di carica e scaricata solo in caso di interruzione della rete elettrica. Una volta ripristinata la rete, le batterie saranno ricaricate da questa o dal fotovoltaico, se disponibile.
La strategia operativa che consente di eseguire quest’operazione viene selezionata tramite l'impostazione Modalità.
2.4. Quando non usare l’ESS
Non utilizzare l’ESS nei seguenti casi:
nei sistemi off-grid, con o senza generatore,
nei sistemi marini,
nei sistemi automobilistici o
nei sistemi con priorità dell’inverter, noti anche come sistemi a “Islanding intenzionale” o “Ignora ingresso CA”.
Avvertimento
RISCHIO DI SCOSSA ELETTRICA
Se si scollega la spina dell’ingresso CA, i suoi terminali rimangono sotto tensione di rete (110/230 V CA) per un breve periodo. Quando si scollega la spina, l'inverter/caricabatterie richiede qualche istante per rilevare l'assenza di alimentazione di rete e aprire il relè anti-rialimentazione. Finché non si apre il relè, il contatto con i terminali della spina può causare la morte o gravi lesioni.
Non utilizzare l’ESS in alcun impianto in cui l'alimentazione CA possa essere scollegata dall'utente, compresi i sistemi marini e automobilistici.
2.5. Componenti
Inverter/caricabatterie
Il cuore del sistema è un inverter/caricabatterie bidirezionale MultiPlus o Quattro. L'ESS può essere installato solo sui modelli VE.Bus dotati di microprocessore di seconda generazione (26 o 27); tutti gli inverter/caricabatterie VE.Bus attualmente in commercio ne sono provvisti.
Dispositivo GX
Un dispositivo GX gestisce il sistema e garantisce il monitoraggio, sia locale che da remoto, tramite il portale VRM e l’app VRM.
Batteria
Il sistema funziona con:
Una gamma di batterie di terze parti compatibili (vedere l'elenco di compatibilità delle batterie)
Batterie al piombo In fase di progettazione è necessario tenere conto dell'elevata resistenza interna dei modelli OPzS e OPzV; le batterie AGM e GEL standard sono sconsigliate per impianti che prevedono un ciclo di carica/scarica giornaliero.
Monitoraggio batteria
Nella maggior parte dei sistemi non è necessario un monitor della batteria a parte:
Batterie Victron Lithium NG se utilizzate con un Lynx Smart BMS NG . Questa combinazione gestisce autonomamente il monitoraggio dello stato della carica, quindi non è necessario alcun monitor della batteria a parte.
Le batterie intelligenti collegate tramite CAN-bus (BYD, Pylontech, ZYC e altre) sono già dotate di un monitor della batteria. Utilizzare la connessione CAN-bus per i dati relativi allo stato della carica. È possibile aggiungere un monitor della batteria a parte, ad esempio, se il BMS integrato nella batteria presenta problemi di comunicazione; tuttavia, per evitare confusione e sempre che sia possibile, si dovrebbe utilizzare il monitor integrato nella batteria.
Per le batterie prive di un monitor della batteria interno, è possibile utilizzare il monitor integrato nell'inverter/caricabatterie. Se si utilizza l’ESS, questo tiene conto anche della corrente di carica proveniente dai caricabatterie solari MPPT SmartSolar e BlueSolar.
È necessario un monitor a parte solo se si abbina una batteria priva di monitor interno (come le batterie al piombo) a una fonte di alimentazione aggiuntiva, come, ad esempio, un generatore eolico CC. Se necessario, utilizzare uno SmartShunt, un BMV-700, un BMV-712o un Lynx Shunt VE.Can.
Contatore di rete (opzionale)
Il Contatore di rete è opzionale. Viene installato nella scatola di distribuzione principale, tra la rete e l'impianto, e viene utilizzato in sistemi in parallelo con la rete totali o parziali. Il contatore di rete è necessario solo quando sul lato dell’ingresso dell'inverter/caricabatterie sono presenti carichi o fonti CA; se questi si trovano tutti sul lato dell’uscita, non è necessario. (Vedere Progettazione del sistema)
FV (opzionale)
Il sistema può utilizzare inverter FV collegati alla rete, caricabatterie solari MPPT SmartSolar e BlueSolar, oppure una combinazione di entrambi. Può funzionare anche senza alcun FV, come generalmente avviene nelle centrali elettriche virtuali, dove numerosi piccoli sistemi di accumulo alimentano la rete nei momenti di picco della domanda.
2.6. Requisiti minimi
L’ESS richiede almeno:
un inverter/caricabatterie VE.Bus, MultiPlus o Quattro,
un dispositivo GX, come il Cerbo GX o l’Ekrano GX e
una batteria.
Tutto il resto, ovvero fotovoltaico, contatore di rete e inverter/caricabatterie aggiuntivi, è opzionale e viene aggiunto in base alle esigenze progettuali. Vedere Progettazione del sistema.
Avviso
Il presente manuale illustra l’ESS degli inverter/caricabatterie VE.Bus, MultiPlus e Quattro. Non riguarda la gamma RS, come ad esempio il Multi RS Solar, che utilizza un'interfaccia VE.Can anziché VE.Bus. Per la configurazione dell'ESS su questi modelli, consultare il manuale del prodotto RS corrispondente.