This PhD thesis analyses the compatibility of large scale installations of the Na-beta technology for electrochemical stationary storage of electrical energy in the high voltage network, in order to support the electrical system in the management of the renewable energy sources. The reliability, the safety and the environmental compatibility of the two Na-beta batteries, i.e. the sodium-nickel chloride and the sodium-sulphur ones, were deeply analysed by means of detailed risk analysis. Moreover, an innovative modelling approach based on matrixes is presented for sodium-nickel chloride technology, which could be easily extended to the sodium-sulphur batteries, considering the similarities of these two technologies. Furthermore the presented modelling approach was validated by comparing the electrical model results with experimental measurements carried out in collaboration with Terna (the Italian Transmission System Operator) in the ENEA laboratories in Rome. A 7.8 kW module was tested and the agreement between measurements and the model results was very good.

In questa tesi viene analizzata la compatibilità  della tecnologia di accumulo elettrochimico stazionario dell'€energia elettrica nota come Na-beta per installazioni su larga scala sulla rete elettrica di trasmissione allo scopo di supportare il sistema elettrico nella gestione delle problematiche relative alla sempre maggiore penetrazione di fonti di energia rinnovabile sulla rete. Dettagliate analisi di rischio sono state condotte in collaborazione con le aziende produttrici sulle due tipologie di batterie Na-beta, ovvero quella sodio-cloruro di nichel e quella sodio-zolfo per valutare l'€affidabilità nell'esercizio, la sicurezza per le persone e la compatibilità ambientale. Viene inoltre presentato un approccio di modellizzazione matriciale innovativo per la tecnologia sodio-cloruro di nichel, facilmente estendibile alle batterie sodio-zolfo date le caratteristiche molto simili delle due tecnologie. Il modello realizzato, di tipo elettrico, è stato validato mediante confronto dei risultati con misure sperimentali effettuate in collaborazione con Terna nei laboratori ENEA di Roma su di un modulo da 7,8 kW, dando un'€ottima concordanza sia in regime permanente che transitorio.

Analisi dell'accumulo elettrochimico ad alta temperatura per l'integrazione delle fonti rinnovabili nella rete di trasmissione nazionale / Dambone Sessa, Sebastian. - (2017 Jan 28).

Analisi dell'accumulo elettrochimico ad alta temperatura per l'integrazione delle fonti rinnovabili nella rete di trasmissione nazionale

Dambone Sessa, Sebastian
2017

Abstract

In questa tesi viene analizzata la compatibilità  della tecnologia di accumulo elettrochimico stazionario dell'€energia elettrica nota come Na-beta per installazioni su larga scala sulla rete elettrica di trasmissione allo scopo di supportare il sistema elettrico nella gestione delle problematiche relative alla sempre maggiore penetrazione di fonti di energia rinnovabile sulla rete. Dettagliate analisi di rischio sono state condotte in collaborazione con le aziende produttrici sulle due tipologie di batterie Na-beta, ovvero quella sodio-cloruro di nichel e quella sodio-zolfo per valutare l'€affidabilità nell'esercizio, la sicurezza per le persone e la compatibilità ambientale. Viene inoltre presentato un approccio di modellizzazione matriciale innovativo per la tecnologia sodio-cloruro di nichel, facilmente estendibile alle batterie sodio-zolfo date le caratteristiche molto simili delle due tecnologie. Il modello realizzato, di tipo elettrico, è stato validato mediante confronto dei risultati con misure sperimentali effettuate in collaborazione con Terna nei laboratori ENEA di Roma su di un modulo da 7,8 kW, dando un'€ottima concordanza sia in regime permanente che transitorio.
28-gen-2017
This PhD thesis analyses the compatibility of large scale installations of the Na-beta technology for electrochemical stationary storage of electrical energy in the high voltage network, in order to support the electrical system in the management of the renewable energy sources. The reliability, the safety and the environmental compatibility of the two Na-beta batteries, i.e. the sodium-nickel chloride and the sodium-sulphur ones, were deeply analysed by means of detailed risk analysis. Moreover, an innovative modelling approach based on matrixes is presented for sodium-nickel chloride technology, which could be easily extended to the sodium-sulphur batteries, considering the similarities of these two technologies. Furthermore the presented modelling approach was validated by comparing the electrical model results with experimental measurements carried out in collaboration with Terna (the Italian Transmission System Operator) in the ENEA laboratories in Rome. A 7.8 kW module was tested and the agreement between measurements and the model results was very good.
accumulo stazionario/stationary storage, batterie Na-beta/Na-beta batteries, modello elettrico di batterie sodio-cloruro di nichel/sodium-nickel chloride battery electrical model
Analisi dell'accumulo elettrochimico ad alta temperatura per l'integrazione delle fonti rinnovabili nella rete di trasmissione nazionale / Dambone Sessa, Sebastian. - (2017 Jan 28).
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