L’innovazione nella gestione FIAMM ESS/ Gruppo FIAMM FIAMM produce e vende dal 1942: • Batterie...

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L’innovazione nella gestione

delle reti e dello stoccaggio

Workshop Legambiente

Roma, Spazio Europa - 19 Giugno 2013

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Content

Il gruppo FIAMM 4

Scenari di cambiamento dell’industria elettrica 8

Il ruolo dei sistemi di accumulo 10

Esempi di applicazioni 14

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FIAMM ESS/ Gruppo FIAMM

FIAMM produce e vende dal 1942:

• Batterie Starter

• Batterie Industriali

• Avvisatori acustici, Antenne e Cavi

• Energy Storage Solutions

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Starter Horns

Antennas Industrial Fiamm Sonick

Gruppo FIAMM 2012:

540 M€

Mil

ion

i e

uro

60% 40%

Settore Automotive

Settore Energia

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FIAMM headquarters

Montecchio Maggiore (VI) Italy

Europe 7 Production Plants

North America 2 Production Plants

South America 1 Production Plants

China 2 Production Plants

12 stabilimenti

3.300

dipendenti

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FIAMM ESS/ Linee Strategiche

Micro Hybrid

Vehicles : - Start & Stop

Batteries

Sodium Batteries:

- Energy Storage

- Backup (TLC)

- Electric Vehicles

General

Lighting - OLED (Organic Light

Emitting Diode)

Proximity

Business

New

Business

Starters / - Batteries

- Horns

- Antennae and Cables

Back-up - Back-up Batteries

Core

Business

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• Battery Energy Storage Solutions

• , tecnologia sodio nichel

’unica by FIAMM

• On, Off, micro/hybrid

• System/Application Expertise

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FIAMM ESS/ SoNick: tecnologia sodio cloruri di nichel

• Bassissimo impatto ambientale:

• Zero emissioni nell’ambiente

• Nessun uso di materiali tossici

• 100% riciclabile: acciaio inossidabile, nichel,

ferro, sale, ceramica

• Batteria con temperatura esterna di pochi gradi

superiore a quella ambiente

• SICURA!!!

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FIAMM ESS/ Applicazioni SoNick

Energy Storage

EV Application

120 milioni di miglia su strada

Railways i.e. Monorotaia

(S. Paolo, Brasile)

con Bombardier

Telecom i.e. 1MWh

T-Mobile USA

100MWh

Installati ed in servizio

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FIAMM ESS/ Scenari di cambiamento dell’industria elettrica

L’ECONOMIA MONDIALE SI COLORA DI VERDE

• Crescenti sensibilità e vincoli ambientali

• Mutato fabbisogno energetico

• Accesso più sicuro e più economico alla rete

• Modelli di generazione ed utilizzo in forte trasformazione

(centralizzato vs. distribuito)

GREEN ECONOMY

Modello di sviluppo necessario e sostenibile

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FIAMM ESS/ Scenari di cambiamento dell’industria elettrica

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FIAMM ESS/ Il ruolo dei sistemi di accumulo (SdA) (1)

Aree di utilizzo per i sistemi di accumulo nella rete elettrica:

Ambito produzione

• Accumulare energia in grandi quantità per consentire il disaccoppiamento tra

generazione e dispacciamento

Ambito trasmissione

• Efficienza dei sistemi di rete

• Decongestionamento

• Riduzione oneri per dispacciamento FRNP

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Ambito distribuzione

Soluzioni di accumulo in risposta a problemi quali:

• scarsa power quality

• elettrificazione di aree rurali

• servizi intermittenti di erogazione di energia

• programmi di adozione massiccia di generazione da rinnovabili

Ambito consumo

• Demand side management

• partecipazione dell’utente finale alla gestione dei servizi di rete

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Schema esemplificato delle possibili applicazioni :

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FIAMM ESS/ Esempi di applicazioni (1_Trazione)

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FIAMM ESS/ Esempi di applicazioni (2_Telecom)

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FIAMM ESS/ Gamma Energy Storage Solutions

Rack Battery

Energy Storage Systems

ST Modules Sodium Nickel Chloride Battery Modules

Spring Bulk Battery Energy Storage Solutions

Spring Bulk AC Energy Storage Solutions

Cabinet Battery Energy Storage Solutions

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FIAMM ESS/ Esempi di applicazioni (3_Energy Storage)

64 moduli

ST523

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INES – CEA (F): on field project

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EDF: Project on field project

(France)

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Duke Energy: Rankin Avenue Substation (USA/NC)

Distributech 2013:

PowerGrid International’s

project of the year

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Micro/Hybrid

GEN-SET BESS PV

1,2MWp

1,2MWh 2 x 200kW

2 x 400kW

Maldive

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Italia Micro/Hybrid

Università di Savona: Smart polygeneration microgrid (~5÷10.000 abitanti)

6 moduli

ST523

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Grazie per l’attenzione

Samuele Lupatini

Fiamm Energy Storage Solutions

[email protected]

www.fiamm.com

mailto:[email protected]

http://www.fiamm.com/

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Sodium Nickel

Chloride Technology

Back-up

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FIAMM ESS/ SoNick Technology

Temperature Immunity:

constant performances and lifetime

over a wide temperature range -40 to

+60oC in operation

High performances under heavy

cycling applications: expected> 4.500

cycles at 80% DoD

Advantageous TCO (Total Cost of

Ownership) over the years

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• Low environmental impact:

• Zero ambient emissions

• Free of highly toxic materials

• 100% recyclable stainless steel, nickel, iron,

salt, ceramic

• Battery ext. temp. only a few degrees above

environm

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FIAMM ESS/ SoNick Technology, the Chemistry

2NaCl + Ni NiCl2 + 2Na

discharged cell charged cell

Active materials

• discharged state: sodium chloride

and metal powders (mainly nickel)

• charged state: sodium and metal chlorides

Operating temperature of the cell: 250oC to 350oC

Electrolyte: solid state ß”alumina and molten state NaAlCl4 catolyte

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FIAMM ESS/ SoNick Technology, Electrochemical Reaction

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+ Voltage: 2.20-2.70 Volt (2.58 V on open circuit)

+ Capacity: 38 Ah

+ Dimensions: 36 x 36 x 220 H mm

+ Weight: 695 g

+ Specific Energy : 140 Wh/kg (Pb 25-35 Wh/kg)

+ Specific Energy : 280 Wh/l (Pb 70-100 Wh/l)

Note: the volumetric specific energy of the assembled battery is significantly lower,

due to the presence of the thermal insulation and the integrated battery management system

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+ Nominal Voltage 620 VDC

+ Voltage Operating Range 400 to 650 VDC

+ Bus Voltage Range 650 to 750 VDC

+ Capacity 38 Ah

+ Energy 23 kWh

+ Max Discharge Current 100 Amps

+ Low Voltage Disconnect 400 VDC

+ Communication Port CAN/MOD Bus

+ Alarm Contact 230 VAC 2A

+ Front 550 mm

+ Depth 950 mm

+ Height 320 mm

+ Weight 205 kg

+ Environm Temp. Range - 20°C to + 60°C

+ Internal Temperature +250 °C to + 330°C

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+ Integrated Battery Management System (BMS)

for monitoring, diagnostics and logging

+ Redundant watchdog

+ Battery operation enable/disable

+ Battery heating management

+ Conditioning of power on charge and on float

+ Data acquisition and battery history logging

+ Local or remote communication with user’s interface

+ Issue of warnings and alarms according to level of criticality

+ In case of anomaly temporary emergency operation to ensure backup

power and disconnection when time-out period is reached

User Interface

Data Logging,

Heating Power

Battery Operation

Enable / Disable

Main

CPU

HV

Power

Supply

Unit

Local CPU

Charge regulation

Discharge monitor

Heating Drive

ISO check

Battery Data

Acquisition

LV

Power

Supply

Unit

Voltage Range: 400 to 800 VDC

Current Range: -100 to +50 Amps

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FIAMM ESS/ SoNick Technology, Safety

Typical failure mode results in a low resistance path with minimal energy release

Steel cell case, inner steel case for housing the cells

Steel battery case with thermal insulation

BMI diagnostics disconnects the battery in case of serious failure

Health and safety evaluation by US DoE National Renewable Energy Laboratory

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No dangerous materials for the environment and completely

recyclable at the end of its life

Electrochemical Safety

No gas emissions

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+High energy density battery pack

+Easy to handle

+Stackable

+Fast wiring

+Strong enclosure

+Many sizes available

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