Sistemi di accumulo fotovoltaico

Sistemi di accumulo fotovoltaico

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I sistemi di accumulo fotovoltaico sono soluzioni tecnologiche che stanno emergendo nel mercato solare in quanto permettono di aumentare l’efficienza complessiva di un impianto, portando la percentuale d’autoconsumo dal 30% (valore tipico di un sistema classico) all’80-85%. Se a questo incremento di redditività complessiva si aggiunge anche la detrazione fiscale del 50% per le ristrutturazioni edilizie e gli interventi di risparmio energetico, il periodo di tempo necessario ad abbattere i costi di investimento si aggira intorno ai 7 anni (punto di break even).

Perchè utilizzare sistemi di accumulo fotovoltaico?

Coloro che vogliono equipaggiare gli impianti fotovoltaici con un sistema di stoccaggio sono principalmente interessati ad aumentare il consumo in loco di energia solare generata. Tuttavia, la gente spesso dimentica di considerare che questi tipi di sistemi di batterie rivelano il loro pieno potenziale attraverso molteplici usi. Oltre a consentire ai gestori di impianti fotovoltaici di aumentare in modo significativo il consumo in loco, un sistema di accumulo permette anche di ridurre la dipendenza di un impianto solare da società di servizi di energia elettrica e assicura che l’energia venga fornita senza interruzioni anche se la rete elettrica dovesse temporaneamente venire a mancare. Infine, la diminuzione dei costi per l’installazione dei sistemi dotati di accumulo sta rendendo questo strumento sempre più accessibile alle utenze medie, garantendo elevate capacità di autoalimentazione domestica grazie ai microimpianti ad uso residenziale. Un ulteriore vantaggio è costituito dal notevole risparmio sulla bolletta, dal momento che tutta l’energia effettivamente consumata viene autoprodotta, rendendo in questo modo del tutto autosufficiente l’impianto. L’energia prodotta da un impianto fotovoltaico, infatti, grazie alle batterie di accumulo, viene immagazzinata in modo da essere disponibile quando l’impianto non è in grado di produrla in misura sufficiente per l’autoconsumo, come ad esempio di notte. In questo modo, l’energia stoccata da un impianto fotovoltaico residenziale diventa un surplus utilizzabile in qualsiasi momento successivo alla sua produzione.

In che tipi di impianti è possibile installare sistemi di accumulo?

I sistemi di accumulo con batterie sono da tempo una pratica comune nell’installazione di impianti fotovoltaici off-grid (altrimenti noti come soluzioni stand-alone), che servono immobili isolati o non raggiungibili dalla rete elettrica pubblica o privata, al fine di garantire che l’energia venga continuamente fornita senza interruzione. Al contrario, l’utilizzo di sistemi di immagazzinamento di impianti solari connessi alla rete elettrica nelle normali installazioni su tetti privati ​​e pubblici, è ancora un fenomeno relativamente nuovo. I sistemi di accumulo di energia elettrica disponibili sul mercato sono adatti per l’uso anche se applicati ad impianti fotovoltaici esistenti oppure possono essere presi in considerazione nel progetto di un impianto al momento di pianificare nuove installazioni. Tutti i sistemi di stoccaggio consentono di risparmiare l’energia prodotta in eccesso per l’autoconsumo, ossia viene messa a disposizione del consumatore per l’utilizzo in un momento successivo oppure per lo scambio sul posto.

Differenza tra servizio di scambio sul posto e autoconsumo

Attuamente la maggior parte degli impianti fotovoltaici ad uso residenziale utilizzano il servizio dello scambio sul posto. Lo scambio sul posto (SSP) consente all’utente di immettere in rete l’energia prodotta dal proprio impianto che non viene consumata nell’immediato per essere utilizzata in altri momenti della giornata, in cui il fabbisogno energetico è maggiore. Di conseguenza, quando l’energia in eccesso non viene consumata del tutto, il gestore dei servizi energetici eroga un contributo in conto scambio che consiste in un rimborso dei costi sostenuti dall’utente per l’utilizzo della rete elettrica. L’incentivo per l’energia elettrica prodotta e non consumata viene calcolato in base alla quantità di energia elettrica scambiata, in misura proporzionale all’eccedenza e può trasformarsi in un credito economico per l’anno successivo. I sistemi dotati di batterie d’accumulo, invece, costituiscono una nuova modalità di fruizione dell’energia prodotta da un impianto fotovoltaico residenziale e sono finalizzate all’autoconsumo. Grazie a questo sistema di stoccaggio, l’energia prodotta in eccesso non viene ceduta alla rete, ma immagazzinata in loco, in modo che l’impianto si autoalimenti, riducendo al minimo l’utilizzo dell’energia proveniente dalla rete. Per ottenere il massimo dell’efficienza di questi sistemi è necessario progettare un impianto che sia realmente dimensionato rispetto ai consumi reali di un’utenza domestica e che preveda sistemi di monitoraggio “intelligenti” per ottimizzare il meccanismo produzione-consumo.

Come funzionano i sistemi di accumulo fotovoltaico?

Gli impianti fotovoltaici utilizzati in presenza di una rete elettrica pubblica (non stand-alone, per intenderci), vengono anche chiamati grid connected. I sistemi di accumulo fotovoltaico sono controllati da una centralina elettronica che, in modo ‘intelligente’, direziona l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico verso le batterie di accumulo, se deve essere incanalata per l’autoconsumo, oppure la immette in rete, secondo la logica dello scambio sul posto, quando vi è un surplus. Questo monitoraggio automatico avviene secondo un funzionamento continuo, anche in caso assenza di energia elettrica proveniente dalla rete. Dal punto di vista dei meccanismi implicati nella centralina elettronica delle batterie, vi è un hardware circuitale a microprocessore che interviene, tramite appositi software gestionali, nel controllo della produzione e del consumo dell’energia. In questo modo, i sistemi di accumulo fotovoltaico massimizzano le rese dell’impianto e rendono del tutto autonoma dal punto di vista energetico l’abitazione. La centralina elettronica interviene anche nella gestione della potenza di carica delle batterie di accumulo al fine di ottimizzarne la durata.

Caratteristiche tecniche dei sistemi di accumulo fotovoltaico

I moduli fotovoltaici generano corrente continua, che viene convertita in corrente alternata da un inverter, prima di essere immessa nella rete pubblica o utilizzata dall’utenza domestica. I sistemi di accumulo, grazie all’utilizzo di apposite batterie, possono essere integrati in entrambi i lati dell’impianto, sia dalla parte della corrente continua che alternata. Se l’operatore sa che è necessario installare un sistema di stoccaggio prima di iniziare i lavori di costruzione di un impianto, il sistema sarà normalmente integrato dalla parte in cui si genera la corrente continua. Questo riduce i costi di investimento, raggiunge una maggiore efficienza e permette di gestire la capacità di accumulo in modo da coordinarla con gli altri sistemi nella progettazione dell’impianto. Gli inverter specifici con un controllo di carica integrato sono in grado di caricare direttamente la batteria (integrata) con l’energia solare. Inoltre, la convertono in corrente alternata se l’energia solare immagazzinata temporaneamente deve essere utilizzata dall’utenza in un momento successivo. In linea di principio, è possibile integrare i sistemi di accumulo sul lato della generazione di corrente continua anche quando installati in impianti preesistenti. Se l’inverter non possiede la configurazione necessaria, allora la batteria può operare anche con l’ausilio di un regolatore di carica esterno. Oltre alla batteria, dunque, deve essere installato anche un inverter specifico affinché il sistema di accumulo sia integrato nel circuito di corrente alternata: l’inverter deve convertire la corrente alternata in corrente continua, che è la formula richiesta per la ricarica dell’accumulatore. Lo svantaggio di questa soluzione è che si possono avere delle perdite di energia quando avviene la riconversione da corrente alternata in corrente continua, minimizzando così l’efficienza del sistema. D’altra parte, il gestore dell’impianto ha molta più scelta rispetto alla capacità della batteria, il che è vantaggioso, per esempio, se la produzione energetica del modulo in un impianto FV esistente è elevata. Il controller elettronico regola, infine, la quantità di energia generata che viene immessa nella rete elettrica pubblica, l’importo utilizzato per caricare il sistema di accumulo e la quantità che viene consegnata direttamente all’utenza domestica.

Conclusioni

Normalmente, la centralina di un sistema di accumulo è programmata per massimizzare il consumo in loco dell’energia elettrica generata nell’impianto fotovoltaico. I sistemi di accumulo fotovoltaico sono in grado di contribuire in modo significativo al risparmio energetico, indirizzando l’energia prodotta a seconda delle necessità reali, secondo il principio della massima efficienza. Accanto alla gestione del carico da parte del consumatore, reti elettriche sempre più stabili potranno contribuire ad una gestione ancora più efficiente dei sistemi di accumulo. Infine, la produzione di batterie sempre più performanti, di lunga durata ed economiche, come quelle al litio, assicurano prestazioni a lungo termine con standard ancora più elevati.

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