Realizzazione di sistemi di accumulo a batteria (BESS) su pali a vite — norme europee

La realizzazione di un sistema di accumulo a batteria (BESS) su pali a vite è disciplinata nell’UE dall’Eurocodice 7 per la progettazione geotecnica dei carichi puntuali e dalla norma EN 1990 per le combinazioni di carichi, mentre le distanze di sicurezza antincendio tra i container sono disciplinate dalle normative nazionali dei singoli Stati membri.

Due livelli di regolamentazione: progettazione delle fondamenta e sicurezza operativa

Proprio come per le costruzioni in legno, anche per BESS vale la regola delle due competenze. La progettazione geotecnica delle fondamenta (vite, sua lunghezza, portata, disposizione) è disciplinata dall’Eurocodice 7. La progettazione strutturale del telaio del container e la combinazione dei carichi sono disciplinate dalla norma EN 1990 e dai relativi Eurocodici per le strutture in acciaio (EN 1993). La sicurezza elettrica e antincendio del funzionamento di BESS in quanto impianto tecnologico costituisce un ambito a sé stante, disciplinato nell’UE dalla norma internazionale IEC 62933 e dalle normative antincendio nazionali — non è direttamente correlato alla geotecnica delle fondazioni, ma il committente e il progettista devono occuparsene parallelamente.

Eurocodice 7 — Carichi puntuali derivanti dai container

L'Eurocodice 7 (EN 1997-1, sezione 7 — fondazioni su pali) si applica ai pali a vite per i sistemi BESS allo stesso modo in cui si applica ad altri tipi di carico. Una panoramica generale dettagliata della norma è disponibile in un articolo a parte: Eurocodice 7 e pali a vite.

Una caratteristica specifica del BESS è la natura del carico:

Carico puntuale concentrato. A differenza di un carico distribuito su tutta la superficie (ad es. nelle strutture dei parchi fotovoltaici), ogni vite sotto il container BESS trasmette un carico unitario notevolmente più elevato, concentrato in pochi punti di appoggio. Il progettista strutturale deve verificare la capacità portante sia del singolo tirante a vite che dell’intero gruppo (effetto di gruppo ai sensi della norma EC7 §7.6.2).

Combinazione di carichi verticali e orizzontali. Il vento che agisce sulla parete laterale del container genera una componente orizzontale che la vite e la testa portante devono trasmettere insieme al carico verticale — l'approccio progettuale DA1 (combinazione 1 e 2) è lo standard in Repubblica Ceca, Slovacchia, Austria e Germania.

Documentazione separata per ogni punto. Data la maggiore sollecitazione unitaria, nel caso del sistema BESS è prassi comune documentare i dati telemetrici (coppia × profondità) per ogni singola vite, e non solo a campione: tali dati fungono da base sia per l’analisi statica che per l’assicurazione dell’investimento.

EN 1990 — combinazioni di carico

La norma EN 1990 (Eurocodice: Principi fondamentali per la progettazione delle strutture) stabilisce come combinare i singoli carichi (peso proprio, carichi di servizio, vento, neve ed eventualmente sismicità) in combinazioni di progetto che sia le fondamenta che la struttura portante devono soddisfare.

Per il container BESS sono particolarmente rilevanti:

Carico costante — peso proprio del container e delle batterie (decine di tonnellate a seconda del tipo e della composizione chimica delle batterie)
Carico climatico — il vento sulle superfici laterali o, eventualmente, la neve sul tetto del container nelle località soggette a un carico di neve significativo
Carico eccezionale — nelle zone sismiche (in particolare nell’Europa meridionale) integrato con l’Eurocodice 8

Gli allegati nazionali dei singoli paesi dell'UE disciplinano i coefficienti parziali di carico e le regole di combinazione: un progetto realizzato nella Repubblica Ceca non può essere trasferito in Germania o in Italia senza adeguamenti.

IEC 62933 — Sicurezza dei sistemi di accumulo a batteria (BESS) in quanto apparecchiature tecnologiche

Norma internazionale IEC 62933-5-2 (Requisiti di sicurezza per i sistemi di accumulo di energia elettrochimici integrati in rete) disciplina la sicurezza elettrica e operativa del deposito stesso — non la geotecnica della fondazione. Per l’investitore è importante sapere che:

La norma IEC 62933 riguarda le batterie, il sistema di controllo e la protezione antincendio all'interno del container
L'Eurocodice 7 e la norma EN 1990 trattano le fondazioni e la struttura portante
Entrambi gli ambiti si intersecano nella documentazione di progetto, ma vengono valutati separatamente e spesso da specialisti diversi

Fondazioni in calcestruzzo (basamenti, pilastri, travi) vengono realizzati mediante scavo, rinforzo con armatura in acciaio e colata di calcestruzzo. Prima di sottoporre la struttura a carico, è necessario attendere 7–28 giorni affinché il calcestruzzo si indurisca. La capacità portante raggiunge i 20–100+ tonnellate per punto, ma a costo di spese notevolmente più elevate e tempi più lunghi.

Distanze di sicurezza antincendio — Normativa nazionale

A differenza degli Eurocodici, non esiste una norma europea armonizzata relativa alle distanze di sicurezza tra i container BESS. Questo ambito è disciplinato dalle normative antincendio nazionali e, nella pratica, viene valutato caso per caso in collaborazione con i vigili del fuoco locali o con un responsabile autorizzato della sicurezza antincendio degli edifici.

Implicazioni pratiche per i fornitori EPC: Le distanze di sicurezza influenzano la disposizione dei container sul terreno e, di conseguenza, anche la posizione dei punti di fondazione. Si consiglia di definire il piano antincendio prima che venga definito il progetto geotecnico delle fondamenta: modificare la disposizione dei container dopo l’inserimento delle viti di ancoraggio comporta costi elevati.

Come vengono affrontati i progetti BESS nei paesi chiave dell'UE

Repubblica Ceca: Progettazione geotecnica secondo la norma ČSN EN 1997. La sicurezza antincendio del BESS viene valutata da uno specialista autorizzato in sicurezza antincendio degli edifici (PBS) nell’ambito della documentazione per il permesso di costruzione.

Germania: La norma DIN EN 1997 costituisce l'attuazione nazionale della EC7. Gli impianti BESS che superano una determinata capacità sono soggetti all'approvazione ai sensi della BImSchG (legge sulla protezione dalle emissioni) e ai requisiti VDE in materia di sicurezza elettrica.

Austria: La norma ÖNORM B 4435 integra l’Eurocodice 7. La valutazione antincendio BESS viene effettuata dall’ente locale dei vigili del fuoco (Landesfeuerwehrverband) in base alle dimensioni dell’impianto.

Francia: La norma NF EN 1997 come trasposizione nazionale. I sistemi BESS che superano una determinata capacità rientrano nel regime ICPE (Installations Classées pour la Protection de l’Environnement), con requisiti specifici in materia di distanze e sicurezza.

Polonia: PN-EN 1997 come norma nazionale. La crescita del mercato dei sistemi di accumulo (BESS) in Polonia è trainata dalla combinazione con progetti di impianti fotovoltaici; la progettazione geotecnica segue di norma l’Eurocodice 7.

In tutti i paesi vale quanto segue: le basi geotecniche secondo l’Eurocodice 7 + EN 1990 sono universali in tutta l’UE, mentre le omologazioni antincendio e di esercizio sono sempre disciplinate dalla legislazione locale e dall’autorità locale competente.

Lista di controllo per il progetto BESS con pale eoliche a vite nell’UE

Scheda tecnica del container con carichi puntuali del produttore BESS
Indagine geotecnica del sito e determinazione della portata secondo la norma EN 1997
Calcolo statico delle combinazioni di carico secondo la norma EN 1990 (compresi vento e, se del caso, sismicità)
Progettazione di teste/profili portanti per il trasferimento del carico puntuale alla vite
Piano antincendio e distanze di sicurezza secondo le normative nazionali — da definire prima di stabilire la disposizione
Registrazione telemetrica dell'installazione per ogni vite (coppia × profondità)
Verifica geodetica della planarità entro i limiti di tolleranza specificati dal produttore del container
Certificazione CE della trapanatrice e documentazione per l'ufficio tecnico comunale

Domande frequenti

Esiste una norma europea unificata relativa alle distanze di sicurezza dei container BESS?
No. Le distanze di sicurezza sono disciplinate dalle norme antincendio nazionali dei singoli Stati membri dell'UE, non da una norma europea armonizzata. È necessario rivolgersi all'ente antincendio locale o a un soggetto autorizzato.
In che modo la progettazione geotecnica per un BESS differisce da quella per un impianto fotovoltaico?
Il container BESS trasferisce il carico su alcuni punti concentrati con un carico unitario più elevato, mentre la struttura FVE distribuisce il carico su una superficie più ampia, su un numero maggiore di punti con carico minore. L’Eurocodice 7 tratta entrambe le situazioni, ma il dimensionamento del singolo tirante e la valutazione dell’effetto di gruppo differiscono.
Che ruolo svolge la norma IEC 62933 nel progetto BESS?
La norma IEC 62933-5-2 disciplina la sicurezza elettrica e operativa del sistema di stoccaggio stesso (batterie, sistema di controllo, protezione antincendio all’interno del contenitore). Non riguarda la geotecnica delle fondazioni, disciplinata dall’Eurocodice 7 e dalla norma EN 1990.
È necessario ricalcolare la statica delle fondamenta per ogni paese dell'UE?
Gli allegati nazionali agli Eurocodici disciplinano i coefficienti parziali e le regole di combinazione; pertanto, un calcolo statico effettuato per un paese non è automaticamente valido in un altro. Si consiglia di rivolgersi a un ingegnere strutturale autorizzato locale.

Dove proseguire

Come si svolge in pratica l'installazione delle fondamenta per i container BESS: Sistemi di stoccaggio a batteria su picchetti di terra

Panoramica generale sulla progettazione geotecnica secondo l'Eurocodice 7: Eurocodice 7 e pali a vite