Batterie di accumulo per impianto fotovoltaico: Caratteristiche e funzionamento

Batterie di accumulo per impianto fotovoltaico: Caratteristiche e funzionamento

Il mondo delle batterie di accumulo è uno dei più recenti ed innovativi, in ambito fotovoltaico.
Chi valuta l’installazione di un sistema di accumulo per il proprio impianto si ritrova spesso disorientato.
Proviamo insieme a far chiarezza sul funzionamento e le caratteristiche delle batterie di accumulo per il fotovoltaico.

Come funziona un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo

I pannelli fotovoltaici convertono l’energia derivante dall’irraggiamento solare in corrente elettrica.
L’energia derivante da questa conversione è una corrente a tensione continua, prodotta dall’impianto in maniera irregolare ed incostante. Affinché possa essere utilizzata in ambiente domestico, è quindi necessario l’intervento di un inverter che provveda a trasformare la corrente e adeguarla agli standard definiti dalla normativa CEI-021.

L’energia prodotta viene quindi stabilizzata e convertita in corrente alternata a 220V e 50/60Hz, utilizzabile dagli impianti domestici per soddisfare il fabbisogno energetico dell’abitazione.
L’eventuale eccesso di produzione, non utilizzato dagli impianti domestici, verrà quindi immesso in rete.
Un contatore bidirezionale avrà il compito di registrare sia l’energia in eccesso immessa in rete sia quella richiesta al Gestore dei Servizi Energetici (GSE) nei periodi di scarsa produttività dell’impianto, ovvero nelle ore notturne e durante periodi di maltempo. È sulla base di questo bilancio che verrà successivamente contabilizzato lo scambio sul posto.

Lo scopo della batteria di accumulo

La batteria consente di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso, affinché, invece di essere immessa in rete ad un prezzo di vendita molto basso, possa essere utilizzata nei periodi in cui l’impianto non produce.

Il sistema di accumulo è progettato per un utilizzo su base giornaliera e viene quindi generalmente impiegato per soddisfare i consumi domestici notturni.
Tuttavia, la corrente raccolta nella batteria resta accessibile anche di giorno. Il sistema di accumulo, infatti, lavora in parallelo all’impianto fotovoltaico. Se la produzione dell’impianto non dovesse essere adeguata, la batteria interverrà per coprire i fabbisogni dell’abitazione.
L’energia prodotta dal fotovoltaico e l’energia contenuta nella batteria possono quindi andarsi a sommare per alimentare i picchi di carico.
Il serbatoio costituito dalla batteria di accumulo interviene quindi a sostegno dell’impianto fotovoltaico, caricandosi e scaricandosi a seconda delle esigenze dell’abitazione.

Nell’eventualità in cui i consumi domestici fossero coperti e la batteria già carica, l’eventuale surplus di energia verrebbe comunque immesso in rete.

Caratteristiche principali delle batterie di accumulo

La scelta della batteria deve essere dettata da un’attenta analisi della produzione dell’impianto e dei consumi dell’abitazione. Ciascuna batteria possiede infatti caratteristiche specifiche che possono renderla o meno la scelta più adatta per un determinato impianto fotovoltaico.

Analizziamo insieme le caratteristiche che distinguono le varie tipologie di batterie.

Sistemi di accumulo lato DC vs lato AC

La prima macro distinzione tra le batterie di accumulo, riguarda il loro posizionamento nell’impianto, rispetto all’inverter. I sistemi di accumulo, per caricarsi, necessitano di un flusso di corrente continua.

L’inserimento della batteria prima dell’inverter, quindi sul lato DC a corrente continua, consentirà dunque una carica molto efficiente e con dispersioni limitate. Le perdite di efficienza dovute al processo di carica e scarica della batteria e la conversione dell’energia da continua ad alternata, difficilmente supereranno il 5% dell’energia complessiva.

 

Diversamente, l’inserimento della batteria a valle dell’inverter, quindi nel lato AC in corrente alternata dell’impianto, necessiterà di una doppia conversione della corrente: da alternata a diretta per la carica del sistema di accumulo e da diretta ad alternata per l’effettivo utilizzo residenziale.
Ciascuna conversione comporterà inevitabili perdite di efficienza, con una riduzione dell’energia complessiva dell’impianto pari ad un 10-15%.

Ne consegue che l’installazione di sistemi di accumulo che lavorino sul lato a corrente continua, assicurano una maggiore efficienza dell’impianto; tuttavia la netta maggioranza dei fotovoltaici realizzati grazie agli incentivi statali, è stata predisposta con il sistema di accumulo sul lato a corrente alternata, affinché fossero più agevoli i processi di progettazione ed installazione.
Dal momento che eventuali modifiche all’impianto metterebbero a rischio gli incentivi statali relativi al Conto Energia, una notevole percentuale degli impianti fotovoltaici operanti su territorio italiano utilizza comunque sistemi di accumulo posizionati sul lato dell’impianto a corrente alternata.

Sistemi di accumulo ad alta tensione vs bassa tensione

Un’altra distinzione possibile è quella fra le batterie di accumulo ad alta tensione e quelle a bassa tensione.
I sistemi ad alta tensione lavorano a circa 400V e sono molto più efficienti rispetto a quelli a 48V, ma anche più costosi. È quindi necessario soppesare attentamente opportunità e svantaggi relativi ad entrambe le soluzioni, per una scelta ragionata fra la possibilità di una maggiore efficienza ed un più competitivo prezzo di mercato.

Batterie al piombo vs batterie al litio

Anche in questo caso la valutazione deve soppesare prestazioni e convenienza.
Le batterie al litio sono infatti più durature ed efficienti, perché sopportano meglio la variabilità di carica. È possibile ricaricarle anche quando non sono completamente scariche ed utilizzarle anche quando la ricarica non dovesse essere completa. Queste opzioni non sono invece disponibili utilizzando batterie al piombo, molto più economiche, ma con una garanzia di durata nettamente inferiore rispetto a quelle al litio.

Quando e come scegliere la batteria per un impianto fotovoltaico

Prima ancora di iniziare a considerare quale possa essere la batteria più adatta ad uno specifico impianto fotovoltaico, andrebbe valutata la convenienza stessa di inserire o meno un sistema di accumulo.
Come abbiamo visto, infatti, il compito delle batterie è quello di accumulare il surplus di energia prodotta dall’impianto ed utilizzarlo per alimentare il fabbisogno energetico nei periodi in cui l’impianto non produce, quindi principalmente nelle ore notturne.

Diventa allora fondamentale analizzare a quanto ammonta l’energia prodotta in eccesso per verificare, in stretta relazione con i consumi notturni dell’abitazione, se l’installazione di un sistema di accumulo possa effettivamente tradursi in un risparmio per il committente.
Questa accurata analisi energetica sarà indispensabile anche per valutare la capacità del sistema di accumulo che eventualmente andrà installato. Le batterie modulabili consentono infatti di dimensionare la capacità necessaria in base al surplus di energia che riesce a produrre l’impianto fotovoltaico.

Un’altra informazione fondamentale di cui tenere conto nella scelta del sistema di accumulo è la tipologia di impianto al quale si intende abbinare le batterie e la posizione che queste occuperanno rispetto all’inverter.
Per ogni impianto, infatti, possono essere necessarie batterie con caratteristiche diverse, in grado di lavorare in corrente continua o alternata. Solo successivamente si entrerà nel merito della scelta del modello, prendendo quindi in esame la marca, la garanzia e le caratteristiche specifiche della casa.

Superbonus e fotovoltaici con batterie

Gli attuali Superbonus con aliquota al 110%, includono l’installazione di impianti solari fotovoltaici e di sistemi di accumulo tra gli interventi potenzialmente incentivabili, classificandoli tuttavia come “trainati” ovvero da effettuare congiuntamente ad uno o più degli interventi “trainanti” per poter accedere all’agevolazione maggiorata.

L’idea di approfittare degli incentivi statali per la riqualificazione del proprio immobile può affascinare al punto da sorvolare sull’analisi di quali siano gli interventi più opportuni e convenienti, ma in questo modo, si rischia di prendere decisioni sulla base del risparmio immediato, invece che sulla convenienza a lungo termine dell’intervento di riqualificazione e di non sfruttare al meglio le grandi opportunità offerte dal Superbonus 110%.

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