I vantaggi di abbinare un sistema di accumulo ad un impianto fotovoltaico

Produrre da soli l’energia di cui si ha bisogno grazie ai pannelli fotovoltaici montati sul tetto di casa è una scelta che molti hanno già fatto e continueranno fare in futuro. Negli ultimi anni, grazie allo sviluppo delle tecnologie per l’accumulo energetico, abbiamo assistito alla diffusione capillare di sistemi di accumulo abbinati ad impianti fotovoltaici nuovi o già esistenti.

Le abitazioni dotate di impianto fotovoltaico sono potenzialmente in grado di produrre in tutto il proprio fabbisogno di energia elettrica ma devono comunque far ricorso al prelievo di energia dalla rete durante la notte o nelle ore del giorno in cui l’impianto fotovoltaico non produce abbastanza energia per soddisfare il proprio fabbisogno energetico. Per questo sempre più spesso gli impianti fotovoltaici residenziali e commerciali vengono abbinati a batterie e a sistemi di gestione dei flussi energetici che consentono l’utilizzo dell’energia rinnovabile autoprodotta indipendentemente dall’ora del giorno e dalle condizioni atmosferiche. 

I sistemi di storage gestiscono in modo automatico e intelligente tutti i flussi di energia, sanno cioè indirizzare l’energia dove serve in maniera istantanea.

Un Sistema di accumulo è generalmente composto da: 

• Accumulatori (batterie)
• 1 interfaccia BMS (Battery management system)
• 1 Inverter per la conversione della corrente da continua in alternata
• 1 Meter necessario per la gestione dei flussi di energia tra rete e batterie

BATTERIE

Gli Accumulatori sono il cuore del sistema di accumulo e si distinguono per alcune caratteristiche fondamentali che sono la composizione chimica, la capacità totale, la tensione nominale di esercizio, la potenza massima di carica e di scarica ed infine la percentuale di scarica massima detta DOD (Depth Of Discharge). 

La Composizione chimica più diffusa degli accumulatori ad uso residenziale e commerciale per lo soccaggio di energia da fonti rinnovali attualmente è costituita da un trittico di elementi denominato LFP (litio ferro fosfato). I vantaggi di questa tecnologia vanno ricercati nelle dimensioni compatte dei prodotti che la utilizzano, nell’estrema reattività nelle operazioni di carica e scarica nonché nell’elevato numero di cicli di carica supportati. A titolo di esempio attualmente le batterie più performanti come quelle prodotte da Lg chem e BYD garantiscono un numero di cicli di ricarica superiore a 10.000 che consentono una vita stimata del prodotto di almeno 10 Anni. 

Esistono in commercio anche accumulatori basati su tecnologia al Piombo che vengono ancora utilizzati soprattutto in presenza di esigenze particolari in installazioni con temperature climatiche molto elevate. I limiti di questa tecnologia si traducono in un esiguo numero di cicli di carica, un elevato ingombro, scarse prestazioni nelle operazioni di carica e scarica senza contare la bassa percentuale di scarica massima.

INTERFACCIA BMS

Il Battery Management System (BMS) ha il compito di suddividere l’energia disponibile per la carica tra le varie celle in modo da ottenere una carica uniforme. Può essere integrato nel pacco batterie o nell’inverter a cui le batterie sono collegate e integra una serie di sistemi di sicurezza, come il controllo della temperatura, per garantire il corretto funzionamento del sistema.

INVERTER DC/AC

Nel’ambito del funzionamento di un sistema di accumulo, l’inverter si occupano di convertire corrente di tipo continuo DC immagazzinata nelle batterie in corrente di tipo alternata (AC). È quindi necessario che l’inverter sia compatibile con l’accumulatore sotto il punto di vista elettrico e nel linguaggio di comunicazione. Ogni inverter ha delle specifiche diverse che lo rendono più o meno performante nell’abbinata con batterie; il valore più significativo fa riferimento alla capacità di gestire in maniera efficiente la potenza di carica e scarica che in alcuni inverter, come quelli prodotti da Kostal e Fronius, raggiungono valori compresi tra il 90 e il 100% della potenza nominale dell’inverter. Maggiore è questo valore e migliore è la reattività dell’impianto alle richieste di energia del cliente.

ENERGY SMART METER / CTs 

Ultimo ma non per importanza a comporre il nostro sistema di accumulo è l’Energy Smart Meter, anello fondamentale della catena che grazie ai suoi CTs (Current Transformers) interni o esterni riesce a monitorare i flussi energetici. Lo Smart Meter deve poter comunicare con l’inverter attraverso un cavo di collegamento, ogni Inverter ha il suo Smart Meter compatibile che adotta il medesimo linguaggio e schema di comunicazione. Grazie alle informazioni ricevute dallo Smart Meter l’inverter può decidere se caricare o scaricare la batteria in modo completamente automatico.  

Ma quali sono quindi i vantaggi derivanti dall’abbinamento di un sistema di accumulo ad un impianto fotovoltaico ? Andiamo a vedere nel dettaglio i principali:

• AUTONOMIA ENERGETICA: un impianto di accumulo fotovoltaico dà la possibilità di essere autonomi rispetto ai vincoli e alle limitazioni imposte dalla rete elettrica. Avere un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo non significa staccarsi completamente dalla rete elettrica (che servirà comunque da supporto nel caso in cui si necessiti di ulteriore energia) ma permette di mitigare il rischio di variazioni al rialzo dei prezzi dell’energia. Avere un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo assicura l’indipendenza energetica, totale o parziale, e questo è un vantaggio notevole sia se si parla di abitazione ad uso privato ma anche per aziende ed uffici. 
• INCREMENTO DELL’AUTOCONSUMO: chi possiede un sistema fotovoltaico senza accumulo può raggiungere livelli di autoconsumo che si attestano intorno al 40% ai 50% dell’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico. Il sistema di accumulo permette di autoconsumare fino all’ 80% – 90% e questo porta ad un aumento notevole dell’efficienza del sistema fotovoltaico. 
• MAGGIOR RISPARMIO: avere una maggiore quota di energia autoconsumata significa anche ridurre i costi di approvvigionamento dell’energia elettrica che si va a prelevare dalla rete. Il costo al kwh dell’energia autoprodotta e autoconsumata è sensibilmente inferiore rispetto al prezzo dell’energia prelevata dalla rete. 
• INNOVAZIONE: già con l’installazione dell’impianto fotovoltaico si poteva parlare di innovazione ed avanguardia rispetto all’utilizzo dell’impianto elettrico. Questa innovazione non solo va a migliorare il comfort dell’abitazione su cui l’impianto fotovoltaico è installato ma rappresenta anche una scelta green di protezione e tutela dell’ambiente. Con il supporto di un sistema di accumulo si fa un ulteriore passo avanti: maggior risparmio e maggiore protezione dell’ambiente.