Il ruolo dei sistemi DC nei Battery Energy Storage Systems
I sistemi DC rappresentano un elemento fondamentale nell’architettura dei Battery Energy Storage Systems (BESS). Dalla gestione dell’energia immagazzinata nelle batterie alla continuità dei sistemi ausiliari, una corretta progettazione della sezione in corrente continua contribuisce all’affidabilità, alla sicurezza e alle prestazioni dell’intero sistema di accumulo.
Il mercato dei sistemi di accumulo a batterie sta vivendo una crescita molto rapida. Secondo l’International Energy Agency, nel 2025 sono stati installati a livello globale 108 GW di nuova capacità di battery storage, circa il 40% in più rispetto al 2024. Circa l’80% delle nuove installazioni è stato realizzato in configurazioni utility-scale.
Con la crescita dei BESS e l'aumento della loro importanza per la flessibilità della rete elettrica, diventa quindi sempre più importante progettare correttamente ogni elemento del sistema, compresa la parte in corrente continua.
Che cos'è un Battery Energy Storage System?
Un Battery Energy Storage System (BESS) è un sistema che permette di immagazzinare energia elettrica in batterie e renderla disponibile successivamente quando necessario.
Un BESS può essere utilizzato, ad esempio, per:
accumulare l’energia prodotta da impianti fotovoltaici o eolici;
spostare l’utilizzo dell’energia nel tempo;
ridurre i picchi di domanda;
fornire servizi di rete;
migliorare la stabilità e la flessibilità della rete elettrica;
supportare la continuità di alimentazione di determinati carichi.
L’IEA evidenzia proprio il ruolo crescente del battery storage come tecnologia di flessibilità del sistema elettrico, con applicazioni che vanno dall’energy shifting ai servizi ancillari e alla gestione delle congestioni di rete.
In un BESS, la batteria costituisce però soltanto una parte dell'architettura.
Il sistema comprende infatti diversi sottosistemi che devono lavorare in modo coordinato: batterie, Battery Management System (BMS), sistemi di conversione della potenza, protezioni, controllo, monitoraggio e sistemi ausiliari.
Ed è proprio in questo contesto che il sistema DC assume un ruolo centrale.
Perché la corrente continua è così importante nei BESS?
Le batterie immagazzinano e forniscono energia in corrente continua (DC).
L'energia deve poi essere convertita per poter essere utilizzata dalla rete elettrica in corrente alternata o, al contrario, per permettere alle batterie di essere ricaricate a partire da una sorgente AC.
Il collegamento tra il mondo DC delle batterie e il mondo AC della rete viene normalmente gestito attraverso un sistema di conversione della potenza, come un Power Conversion System (PCS).
In termini semplificati:
Rete AC → PCS → sistema DC → batterie
durante la ricarica;
Batterie → sistema DC → PCS → rete AC
durante la scarica.
Il sistema DC costituisce quindi un elemento fondamentale del percorso energetico del BESS. Ma il suo ruolo non si limita alla semplice connessione delle batterie.
Quali sono i principali componenti di un sistema DC per BESS?
La configurazione può variare in funzione dell’architettura del progetto, della tecnologia delle batterie, della potenza installata e dei requisiti applicativi.
Tra gli elementi principali possono essere presenti:
Batterie
Sono il cuore del sistema di accumulo e costituiscono la sorgente DC dell'energia immagazzinata.
La tecnologia più diffusa nei nuovi sistemi di battery storage è oggi quella agli ioni di litio, con le celle LFP (litio-ferro-fosfato) che nel 2025 rappresentavano circa il 90% delle nuove installazioni secondo l'IEA.
Battery Management System
Il BMS monitora e gestisce parametri fondamentali delle batterie, contribuendo alla loro protezione e al controllo del funzionamento.
Tra i parametri monitorati possono rientrare tensione, temperatura, stato di carica e altri indicatori necessari alla gestione della batteria.
DC protection e switching
La sezione DC deve prevedere sistemi adeguati di protezione, sezionamento e gestione dei circuiti.
La progettazione deve tenere conto delle caratteristiche specifiche della corrente continua, delle tensioni operative e delle correnti di corto circuito previste.
Power Conversion System
Il PCS gestisce la conversione tra AC e DC.
È uno degli elementi fondamentali per consentire al BESS di interagire con la rete elettrica.
Sistemi ausiliari DC
Oltre al percorso principale dell'energia, un BESS può richiedere alimentazioni DC dedicate per sistemi di controllo, protezione, comunicazione e altre funzioni ausiliarie.
È in questo ambito che l'affidabilità della soluzione DC assume un'importanza particolare.
Sistema DC di potenza e sistema DC ausiliario: due funzioni diverse
È importante non confondere il DC path di potenza del BESS con i sistemi DC destinati ai carichi ausiliari.
Il primo è direttamente coinvolto nel trasferimento dell'energia tra batterie e PCS.
Il secondo può invece alimentare dispositivi e sistemi che devono continuare a funzionare per consentire il controllo e la gestione dell'impianto.
In un'applicazione mission-critical, una perdita dell'alimentazione ausiliaria può infatti compromettere il funzionamento di sistemi di controllo, protezione, comunicazione o supervisione anche quando l'energia è ancora disponibile nelle batterie.
Per questo motivo, il sistema DC ausiliario deve essere progettato considerando non soltanto la potenza richiesta, ma anche:
autonomia;
ridondanza;
continuità di servizio;
gestione degli allarmi;
monitoraggio;
condizioni ambientali;
manutenzione;
requisiti specifici del progetto.
Il ruolo dei raddrizzatori e dei caricabatterie industriali
In un sistema DC industriale, il raddrizzatore/caricabatterie svolge una funzione essenziale: converte l'energia AC disponibile in ingresso in DC e contribuisce al mantenimento dello stato di carica della batteria e all'alimentazione dei carichi DC previsti dall'architettura.
La scelta del sistema di raddrizzamento deve essere coerente con i requisiti dell'applicazione.
Tra i parametri da valutare rientrano:
tensione DC nominale;
corrente disponibile;
capacità della batteria;
autonomia richiesta;
caratteristiche del carico;
condizioni operative;
configurazione ridondante;
requisiti di monitoraggio e comunicazione.
Per applicazioni industriali e infrastrutture mission-critical, la progettazione non può quindi limitarsi alla selezione di un singolo componente: è necessario considerare il sistema DC nel suo complesso.
Monitoraggio delle batterie: perché è fondamentale
L'affidabilità di un BESS dipende anche dalla capacità di conoscere in tempo reale le condizioni operative delle batterie.
Il monitoraggio di parametri come tensione, corrente e temperatura permette di individuare condizioni anomale e supportare una gestione più efficace del sistema.
Un sistema di battery monitoring può contribuire a:
individuare anomalie;
monitorare l'evoluzione delle condizioni della batteria;
supportare la manutenzione;
migliorare la disponibilità del sistema;
aumentare la visibilità sul comportamento delle batterie.
LEVER sviluppa sistemi di monitoraggio delle batterie industriali in grado di controllare in tempo reale tensioni, correnti e temperature, con segnalazione delle anomalie.
In un BESS, questa capacità di monitoraggio diventa particolarmente importante perché la batteria non è semplicemente una riserva di energia: è un componente strategico dell'intero sistema.
Affidabilità: il sistema DC deve essere progettato per l'applicazione
Non esiste un'unica architettura DC valida per tutti i BESS.
Un sistema destinato a un impianto fotovoltaico commerciale presenta requisiti diversi rispetto a un sistema utility-scale collegato alla rete o a un'applicazione industriale mission-critical.
La progettazione deve quindi considerare almeno:
Potenza e tensione
Quali sono i livelli di tensione e le correnti operative?
Autonomia
Per quanto tempo devono essere alimentati i carichi ausiliari in caso di perdita della sorgente primaria?
Ridondanza
Quali componenti devono essere ridondanti per garantire la continuità del servizio?
Ambiente
Il sistema sarà installato in ambiente indoor, outdoor, ad alta temperatura o in condizioni particolarmente gravose?
Monitoraggio
Quali parametri devono essere misurati e quali allarmi devono essere disponibili?
Comunicazione
Quali interfacce devono essere integrate con BMS, SCADA e sistemi di supervisione?
Manutenzione
Come devono essere gestite ispezioni, sostituzioni e interventi sul sistema?
Questi aspetti devono essere definiti già nelle fasi iniziali di progettazione
BESS e infrastrutture mission-critical
La crescita del battery storage sta aumentando anche la varietà delle applicazioni.
I BESS vengono utilizzati per integrare le fonti rinnovabili, aumentare la flessibilità della rete e gestire l'energia nel tempo. Nel 2025, l'energy shifting è diventato l'applicazione prevalente dei nuovi sistemi di storage, rappresentando oltre il 90% dei nuovi progetti secondo l'IEA.
In questi sistemi, tuttavia, non bisogna concentrarsi esclusivamente sulla capacità energetica delle batterie.
Un BESS è un sistema complesso nel quale conversione, controllo, protezione, comunicazione e alimentazioni ausiliarie devono funzionare in modo coordinato.
La qualità dell'architettura DC può quindi incidere direttamente sull'affidabilità complessiva dell'impianto.
Il valore di una soluzione DC progettata su misura
Per applicazioni industriali e infrastrutture complesse, la soluzione più efficace non è necessariamente quella standard.
Un progetto BESS può richiedere infatti specifiche personalizzate relative a:
tensioni e correnti;
configurazione dei sistemi DC;
ridondanza;
interfacce di comunicazione;
allarmi;
monitoraggio batterie;
condizioni ambientali;
documentazione tecnica;
procedure di test e collaudo.
LEVER opera nella progettazione di sistemi di conversione statica dell'energia e propone soluzioni per BESS insieme a raddrizzatori industriali, inverter DC/AC e sistemi di monitoraggio delle batterie. L'azienda offre inoltre la possibilità di personalizzare allarmi e interfacce di comunicazione sulla base delle specifiche tecniche del progetto.
Questo approccio permette di considerare il sistema DC non come un componente isolato, ma come parte integrante dell'architettura energetica del BESS.
Conclusioni
I Battery Energy Storage Systems stanno assumendo un ruolo sempre più importante nella gestione dei sistemi elettrici moderni.
La crescita delle installazioni utility-scale e l'aumento delle applicazioni legate all'integrazione delle rinnovabili e all'energy shifting rendono sempre più importante progettare BESS affidabili e flessibili.
All'interno di questa architettura, il sistema DC rappresenta un elemento strategico.
Non si tratta soltanto del collegamento tra batterie e sistema di conversione: la sezione DC comprende infatti funzioni di alimentazione, protezione, controllo e monitoraggio che possono essere determinanti per la continuità operativa dell'impianto.
La corretta progettazione di raddrizzatori, sistemi DC, inverter, batterie e sistemi di monitoraggio permette di costruire un'architettura coerente con i requisiti dell'applicazione e con gli obiettivi di affidabilità del progetto.
LEVER mette a disposizione competenze nella conversione statica dell'energia e nello sviluppo di soluzioni industriali per applicazioni BESS, con sistemi personalizzabili in funzione delle specifiche esigenze progettuali.
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