Le caratteristiche strutturali delle batterie per l'accumulo di energia domestica ruotano principalmente attorno ai loro componenti principali, con l'obiettivo di ottenere uno stoccaggio sicuro dell'energia, una conversione efficiente e una gestione intelligente. La loro struttura tipica comprende le seguenti parti chiave:
Pacco batterie: come unità principale per l'accumulo di energia, utilizza in genere batterie agli ioni di litio- (come le batterie al litio ferro fosfato, LiFePO₄) per via dei loro vantaggi quali elevata densità di energia, ciclo di vita lungo e buona sicurezza. Il pacco batteria è composto da più celle singole collegate in serie e in parallelo ed è dotato di un sistema di gestione della batteria (BMS) per garantire un funzionamento sicuro.
Sistema di gestione della batteria (BMS): responsabile del monitoraggio dello stato operativo del pacco batteria, inclusi parametri chiave come tensione, corrente, temperatura e carica rimanente (SOC). Il BMS può garantire il bilanciamento della batteria, la protezione da sovraccarico e-scaricamento eccessivo, il controllo della temperatura e gli allarmi di guasto ed è un componente intelligente fondamentale che garantisce la sicurezza della batteria e ne prolunga la durata.
Inverter per l'accumulo di energia: responsabile della conversione bidirezionale tra corrente continua (CC) e corrente alternata (CA). Durante la ricarica converte la corrente alternata proveniente dai moduli fotovoltaici o dalla rete in corrente continua per caricare la batteria; durante la scarica, converte la corrente continua immagazzinata nella batteria in corrente alternata per alimentare gli elettrodomestici.
Controller di sistema e unità di gestione intelligente: integra un sistema di gestione dell'energia (EMS) che pianifica in modo intelligente le strategie di carica e scarica in base ai prezzi dell'elettricità, alla domanda e allo stato di generazione per raggiungere obiettivi di ottimizzazione come la riduzione dei picchi e il riempimento delle valli e il miglioramento dei tassi di auto-consumo.
Componenti ausiliari e di sicurezza: includono interruttori automatici, fusibili, sistemi di raffreddamento (come raffreddamento ad aria o raffreddamento a liquido) e strutture di armadi/rack per fornire protezione elettrica, gestione della temperatura e protezione fisica per garantire un funzionamento stabile e affidabile del sistema.
I sistemi di batterie per l'accumulo di energia domestica sono generalmente classificati come connessi alla rete-, fuori-alla rete e integrati (connessi alla rete-connessi e fuori-alla rete combinati). I sistemi connessi alla rete- possono interagire con la rete pubblica e l'elettricità in eccesso può essere immessa nella rete; i sistemi off-grid funzionano in modo completamente indipendente e sono adatti per aree senza elettricità; i sistemi integrati combinano i vantaggi di entrambi, passando automaticamente alla modalità off-grid durante le interruzioni della rete per garantire l'alimentazione elettrica ai carichi critici.