Vediamolo nel dettaglio e perché è importante
In un precedente articolo, “Come nasce una batteria LiFePO₄: dalla cella al pacco completo e struttura Gigafactory”, ho descritto come si arriva alla produzione della batteria in sé. Oggi entriamo nella fase successiva, la linea della fabbrica del BESS, dove le batterie diventano sistemi che accumulano e rilasciano energia, pronti per la rete, per un edificio o un sito industriale. Possono essere piccoli/medi Rack metallici, grandi armadi o interi container da usare per home system negli impianti fotovoltaici, piccole medie e grandi industrie, eolici e/o stabilizzazioni intere linee di rete elettriche miste.
Questa tipologia di fabbrica ospita una catena di attività in cui ogni componente entra come materiale e esce come parte di un sistema operativo. Le celle arrivano già qualificate per la maggior parte importate, in quel momento entrano in gioco le persone come tecnici di linea, ingegneri di processo, operatori di assemblaggio, specialisti elettronici, programmatori software, manutentori. etc.
I passaggi produttivi
Quando i moduli batterie arrivano, il primo reparto è dedicato all’integrazione elettromeccanica. Qui gli operatori montano i moduli sui rack metallici o plastici, verificano che ogni bullone sia serrato correttamente, che i busbar (barre di collegamento elettrico) siano installati con precisione. In questa fase gli operatori meccanici lavorano con strumenti di precisione, registrano dati e misure, segnano deviazioni. I tecnici elettrici collegano i moduli in serie e/o parallelo, misurano la continuità, verificano che la tensione DC nominale corrisponda al progetto specifico. Le celle LiFePO₄ richiedono determinate tolleranze e i controlli sono ripetuti.
La produzione continua con l’installazione del BMS (Battery Management System, sono schede elettroniche che gestiscono le fasi e le protezioni delle singole celle della batteria, anche queste per la maggior parte importate). Qui entrano in azione gli specialisti elettronici che configurano le schede, impostano i parametri di bilanciamento e protezione, collegano i sensori di temperatura e tensione. Gli operatori di test eseguono prove di comunicazione e stabilità, ogni BMS deve poter dialogare con l’EMS (Energy Management System, altra scheda elettronica) che verrà installato più avanti. È una fase delicata perché è qui che la fabbrica del BESS definisce qualità e affidabilità.
Successivamente arrivano le attività di integrazione del modulo con il PCS (Power Conversion System,) e l’elettronica di potenza. I tecnici di potenza installano inverter bidirezionali che trasformano la corrente continua in alternata e viceversa, cavi AC/DC, quadri elettrici di protezione. Si verifica che il sistema possa caricare e scaricare energia secondo criteri progettati. Ad esempio scarica in pochi minuti per servizi di rete, o ricarica in poche ore da sovrapproduzione rinnovabile. In questa linea lavorano specialisti di automazione che scrivono firmware, definiscono algoritmi di carica, scarica, bilanciamento. Il software entra nella fabbrica come componente fondamentale.
La gestione termica e la sicurezza costituiscono un’altra area critica. I tecnici HVAC e gli esperti di sicurezza progettano e testano gli impianti di climatizzazione, di rilevazione gas, valvole di sfogo, sistemi antincendio. Le condizioni ottimali per le batterie LiFePO₄ sono fondamentali. Temperature controllate, umidità stabile. Qui operano anche gli ispettori della qualità che verificano che ogni unità rispetti le normative di sicurezza e le procedure di laboratorio.
Infine tutte queste parti convergono nella zona di collaudo e spedizione. Gli operatori di test di sistema mettono in esercizio ogni unità dall’avvio di carica, scarica, simulazione di guasti, verifica degli allarmi, test di efficienza. Responsabili di sistema approvano i report che tracciano ogni rack, ogni seriale. Gli addetti alla logistica preparano l’imballaggio, la spedizione, verificano che il documento digitale che accompagna l’unità contenga tutte le misure registrate.
Competenze richieste e formazione delle persone
Il settore BESS richiede competenze miste quali meccanica, elettronica, automazione, informatica, sicurezza, manutenzione e meccatronica. Secondo studi europei, i profili più richiesti includono specialisti in automation, predictive maintenance, safety & compliance, battery system design e data analytics per gestire l’asset digitale complessivo.
In una fabbrica BESS occorre saper leggere un diagramma elettrico, capire la topologia serie/parallelo delle batterie, conoscere i protocolli di comunicazione del BMS, analizzare i dati di efficienza, intervenire in situazioni di guasto. Le soft skill come adattabilità, lavoro in squadra, problem-solving, diventano determinanti.
Ad esempio, un caso concreto: l’azienda IPS in Bulgaria ha dichiarato che la sua nuova fabbrica BESS da 4 GWh richiede circa 30 persone per GWh di capacità all’anno nelle fasi manuali. Quando automazione e robotica aumenteranno, quel numero scenderà significativamente, ma la qualità delle competenze rimane alta. Energy-Storage.News
Esempi…
Immagina una linea dove arrivano moduli LiFePO₄ già prodotti altrove. Inizia la linea di assemblaggio, i moduli vengono caricati su carrelli elettrici, portati sotto un robot che controlla visivamente ogni serigrafia, verifica tramite camera che ogni cavo sia collegato e aziona il saldatore automatico. Poi l’unità è spinta nella zona cablaggio DC. Un tecnico collega busbar, collega contattori, monta fusibili e sensori. Entra in funzione il reparto test dove viene installato il BMS e collegato al server interno della fabbrica che registra ogni modulo. Il rack passa al reparto potenza e qui tecnici verificano che il PCS risponda entro certi tempi di scalata, simulano una richiesta di rete e verificano i tempi di risposta.
Parallelamente gli esperti di HVAC controllano che ogni armadio mantenga la temperatura sotto 30 °C durante una scarica al 100 % della capacità nominale. Questa prova dura ore, e ogni dato è registrato. Alla fine viene steso un “profilo di vita” del sistema con capacità residua stimata, perdita di efficienza dopo 5000 cicli, stato del firmware. Tutto va nel dossier digitale dell’unità.
Le persone come centro della fabbrica
In questa fabbrica non c’è un solo reparto che lavori da solo. Uomo e macchina collaborano con il robot che salda ed è l’operatore decide se il punto saldato è conforme. Il software monitora ma il tecnico interviene se appare un’anomalia. Un reparto qualità continua misura parametri e invia segnalazioni, gli operatori di linea devono avere competenze digitali per interagire con interfacce touchscreen e database di tracciabilità. Il manutentore non è solo un elettricista, legge log di sistema, interpreta trend di efficienza, programma interventi predittivi.
La fabbrica assume quindi un doppio ruolo, luogo di produzione e centro di competenze. Le persone formate oggi saranno quelle che domani gestiranno servizi, manutenzione, retrofit, scalabilità delle linee. Il valore infatti non risiede solo nel prodotto finito, ma nella capacità dell’organizzazione di aggiornarlo, migliorarne la vita utile, garantirne la sicurezza. Ne ho parlato in precedenti articoli riguardo i Cobot, la manutenzione 5.0 ecc. cerca dal menu Tutti Gli Articoli
In definitiva
La linea BESS non è solamente una catena di montaggio, è un ecosistema industriale in cui tecnologia, competenze e persone si uniscono per trasformare batterie in sistemi energetici funzionanti. Comprenderne le fasi, le figure professionali e le attività pratiche significa capire cosa serve per costruire il futuro dell’energia accumulata. L.L.
Fonti consultate
- Archimede Energia – How a BESS system works and why it’s key to the energy transition
- Sinovoltaics – Step-by-step guide to BESS manufacturing and quality control
- Infinite Power HT – BESS container energy storage system: design, production and installation
- UL Standards – UL 9540A & UL 1973
- IEC 62933-5-1 – Safety for grid-integrated EES
