3E, una società SaaS e di consulenza per il settore delle energie rinnovabili con sede a Bruxelles, ha annunciato una nuova svolta nel suo progetto Flexible Utility-Scale Energy Storage (FULLEST), finanziato dall’UE e sviluppato in collaborazione con la Libera Università di Bruxelles (VUB), che rivela una svista critica nel modo in cui i sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) su scala industriale vengono gestiti in tutta Europa.
La ricerca mostra che fino all’80% degli operatori si affida esclusivamente ai sistemi di gestione delle batterie (BMS) per valutare lo stato di salute del sistema, il che può potenzialmente mascherare i segni di degrado. In un progetto pilota, la tecnologia digital twin di 3E ha rilevato una discrepanza del 4% tra lo stato di salute della batteria segnalato e quello effettivo, sufficiente a modificare le decisioni di distribuzione, influenzare le richieste di garanzia e incidere sui ricavi a lungo termine. Questi punti ciechi pongono non solo sfide tecniche, ma anche crescenti rischi finanziari e a livello di sistema.
Secondo 3E, la tecnologia del gemello digitale, ora integrata nella piattaforma SynaptiQ dell’azienda, dimostra una precisione superiore rispetto agli approcci BMS tradizionali grazie alla sua base basata sulla fisica.
Il gemello digitale utilizza PyBAMM (Python Battery Mathematical Modelling) per implementare il modello a singola particella (SPM) con simulazione della crescita dello strato di interfase elettrolitica solida (SEI). Questo approccio cattura la fisica fondamentale del degrado della batteria, in particolare lo sviluppo di strati SEI che consumano ioni di litio e aumentano la resistenza.
Il sistema elabora i dati di tensione, corrente e temperatura provenienti dalle misurazioni a livello del sistema di conversione di potenza (PCS), normalizzandoli a livello di cella per una modellazione accurata. L’approccio basato sulla fisica garantisce una sincronizzazione continua tra i gemelli digitali e fisici.
Per consentire l’utilizzo in tempo reale, il team ha sviluppato modelli 10 volte più veloci rispetto alle versioni a pieno carico. L’SPM simula un’intera giornata di funzionamento del PCS in soli 0,5 secondi, preservando al contempo i comportamenti chiave della batteria come diffusione, trasferimento di carica e invecchiamento.
In un’applicazione pratica, i partner del progetto hanno testato la tecnologia con batterie di seconda vita. Nello specifico, VUB ha adattato il modello di invecchiamento utilizzando i dati di un’ampia campagna di test su celle rimosse da una Porsche Taycan, reperiti tramite il programma di seconda vita di Revolta. I test hanno coperto diverse condizioni di invecchiamento – carichi di carica fissi e carichi dinamici – simulando servizi di rete reali come il controllo di tensione e frequenza.
Secondo 3E, il modello ha monitorato l’invecchiamento con elevata accuratezza, mostrando un errore inferiore all’1% in un anno. Un BESS che utilizza queste celle di seconda vita è ora monitorato in SynaptiQ, dove il gemello digitale fornisce stime convalidate dello stato di salute (SoH), a differenza del BMS, che riportava in modo impreciso un 100% costante, ha affermato l’azienda.
Il progetto FULLEST ha riunito cinque partner, ognuno dei quali ha contribuito con competenze chiave. 3E ha guidato l’integrazione in SynaptiQ e ha gestito le sfide legate ai dati reali, mentre VUB ha fornito la struttura scientifica attraverso la modellazione elettrochimica. Sirris ha aggiunto il rilevamento delle anomalie basato sull’intelligenza artificiale e l’ottimizzazione delle prestazioni. Revolta ha fornito i dati operativi per la convalida ed Eneco ha garantito che la soluzione soddisfacesse i requisiti della rete e del mercato.
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