Sono sempre più frequenti in tutto il mondo problematiche di qualità della fornitura elettrica.

Il problema descritto non è solamente il blackout di lunga durata che scarica completamente una batteria di emergenza, ma soprattutto micro-interruzioni, buchi di tensione (voltage sag) e transitori di pochi millisecondi o secondi che mandano in errore PLC, CNC, inverter, robot e sistemi informatici.

I danni provocati da simili eventi sono tanto più gravi e onerosi quanto più alto è il valore aggiunto delle attività che ne vangono affette. Si pensi alla possibile perdita di dati o ai guasti di grandi datacenter che gestiscono dati, processi e sistemi strategici, oppure ai costi per il fermo macchina di impianti industriali ad alta automazione, con il possibile corollario di aumento di scarti di produzione per difetti di lavorazione.

L’aumento di queste problematiche negli ultimi anni non si spiega solamente con la maggiore diffusione di dispositivi elettronici sensibili e carichi critici ma anche per l’avanzare della transizione energetica con reti elettriche che devono gestire sempre più impianti non programmabili ed intermittenti come fotovoltaico ed eolico, non dotati di inerzia come le turbo macchine rotanti alimentate da fonti fossili o idrauliche le quali contribuivano alla stabilità della rete. Il sorgere di numerosi datacenter non fa che inasprire il problema in quanto questi ultimi sono sia sensibili ai disturbi della rete, con possibili guasti e perdite di dati, sia causa di disturbi e fenomeni transitori dovuti all’estrema variabilità della potenza assorbita, con grandi sbalzi in tempi molto brevi.

L’utilizzo di supercapacitori per la mitigazione delle problematiche di Power Quality è risolutivo in entrambi i possibili approcci:

• Protezione del carico mediante UPS o sistemi di backup in DC
• Protezione della rete mediante BESS ibridi (HESS)

Nel primo caso i supercapacitori prendono il posto delle batterie al piombo nei classici sistemi di protezione UPS del tipo a intervento zero. Il vantaggio sta nella maggiore affidabilità e durata dei supercapacitori laddove le continue cariche e scariche dovute ai convertitori zero-time degradano rapidamente le batterie, il che non fornisce la dovuta affidabilità, in particolare quando i carichi protetti sono critici (ad esempio apparecchiature medicali o militari). Captop ha fornito il sistema SUPER-UPS per la protezione con tempo intervento zero di carichi critici in ambito medicale all’Ospedale Gemelli di Roma.

Quando i carichi sono in DC, come i rack di server destinati ai datacenter, i supercapacitori vengono applicati ai sistemi di alimentazione per stabilizzare ed eliminare i disturbi elettrici sia in ingresso che in uscita. CapTop fornisce sistemi di stabilizzazione DC ad alta tensione (800V o 400V) per le applicazioni datacenter.

Nel secondo caso i supercapacitori sono utilizzati insieme alle batterie elettrochimiche per ridurre il tempo di intervento a supporto della rete. In Cina di fatto tutti i sistemi BESS sono stati obbligati dalle normative a rispondere entro 5 ms ad una richiesta di immissione di potenza in rete per la stabilizzazione delle stessa, il che ha reso necessario l’aggiunta di supercapacitori alle architetture dei BESS. In Europa i primi esempi di BESS ibridi sono in fase di sperimentazione, ad esempio lo Statcomm tedesco. Alcuni analisti sostengono che il catastrofico black-out che ha colpito nel 2025 la penisola iberica è dovuto alla mancata diffusione di tali soluzioni.

CapTop propone il prodotto Power Cabinet per la realizzazione di BESS ibridi.