Batterie di accumulo nel fotovoltaico: cosa sono e come funzionano
Le batterie di accumulo operano in un modo molto semplice e
intuitivo: accumulano l'energia prodotta dal tuo impianto
fotovoltaico. Nel momento in cui l’impianto produce
dell’energia questa viene utilizzata per alimentare
tutto quello che è in casa, dagli elettrodomestici
all’impianto di riscaldamento o raffrescamento sino
all’illuminazione.
L’impianto potrebbe essere in grado di generare energia in
quantità superiore rispetto a quanto richiesto dalle
necessità di casa del momento. Se è così,
l’energia in surplus viene
veicolata nella rete così che possa venirti
pagata con una tariffa in genere abbastanza ridotta oppure, in
presenza di batterie di accumulo, archiviata in
queste così che possa essere utilizzata quando le
necessità di casa lo presentano.
Sarà il tuo impianto a gestire in completa autonomia come
l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici verrà
utilizzata, veicolandola in primo luogo a rispondere alle esigenze
di alimentazione della casa e in caso di eccesso di produzione
caricando le batterie di accumulo. Quando anche queste ultime
saranno piene l’eventuale energia in eccesso prodotta
dall’impianto sarà ceduta alla rete e ti verrà
pagata dal gestore.
A cosa servono le batterie di accumulo nel fotovoltaico
Le batterie di accumulo possono quindi risolvere alcuni problemi
che sono nella natura stessa del fotovoltaico, ma possono avere
anche qualche piccola controindicazione. I
vantaggi sono:
- accumulo dell’energia prodotta in eccesso
- utilizzo dell’energia accumulata quando l’impianto
non produce
- maggiore indipendenza dai prelievi dalla rete
- non immissione in rete di energia che viene mal
remunerata
- possibilità di ricaricare veicoli elettrici anche la sera
con energia green
Mentre alcuni
svantaggi possono essere:
- maggiori costi per l’impianto
- spazio occupato
- maggiore complessità dell’impianto
- degrado della batteria nel tempo
I vantaggi sono tutti tangibili in senso pratico, e consentono
un utilizzo più libero delle proprie apparecchiature
elettriche, grazie a maggiore energia a disposizione (anche
maggiore potenza) quando l’impianto fotovoltaico non
produce.
Gli svantaggi invece sono più che altro legati alla fase
di installazione, e all’ovvia usura del prodotto, come
avviene per qualsiasi altro apparato a batteria.
Tipologie di batterie di accumulo per fotovoltaico
Le batterie di accumulo domestico hanno poi alcune differenze,
che possono essere ininfluenti all’atto della scelta, oppure
determinanti in talune condizioni. Vediamole di seguito.
Batterie ad alto o basso voltaggio
Le batterie esteticamente hanno l’aspetto di un
elettrodomestico, e si somigliano tutte, ma all’interno hanno
le principali differenze. La prima è il voltaggio di
funzionamento. Quelle definite a basso
voltaggio hanno le seguenti caratteristiche:
- lavorano generalmente a 48 volt
- sono più economiche
- nella fase di conversione dell’energia per renderla
disponibile all’impianto di casa, sono meno efficienti,
causando una piccola perdita su quanto accumulato
Quelle ad alto voltaggio invece:
- lavorano generalmente a 400 volt
- sono più efficienti nella fase di conversione
- hanno un costo maggiore
Ad oggi non c’è uno standard o una vera preferenza
di scelta, che resta nel campo delle decisioni personali, anche
semplicemente per il grado di efficienza che si può accettare.
In altri casi saranno invece altre caratteristiche a guidare la
scelta del modello, obbligando di fatto a orientarsi sull’una
o sull’altra soluzione.
Batteria Lato AC o Lato DC
Il tuo impianto fotovoltaico produce corrente elettrica
continua, abbreviata in DC, la quale viene poi
trasformata dall’inverter in
corrente alternata, AC, quella usata
dall’impianto domestico e da tutti gli
elettrodomestici.
La batteria di accumulo può quindi essere
installata:
- lato DC, quando cioè la corrente in
arrivo dai pannelli non è ancora stata trasformata
- lato AC, quando la trasformazione è
già avvenuta
Come spesso accade le due scelte sono guidate da esigenze o da
limiti tecnici, soprattutto se la batteria viene installata in un
secondo momento rispetto ai pannelli fotovoltaici.
Nel caso delle batterie Lato DC
c’è poi la necessità di avere un
inverter che, come detto prima, trasformi la corrente in
AC e la renda utilizzabile dalla casa. Generalmente si usa lo
stesso inverter che gestisce anche in pannelli, che per questo
viene detto ibrido. In molti impianti all-in-one
questa è la configurazione preferita, anche se può avere
delle controindicazioni. In una installazione simile è
l’inverter a fare da collo di bottiglia. Con un esempio
possiamo spiegarti meglio.
Poniamo il caso di avere un impianto fotovoltaico da 6 kW,
accoppiato ad un inverter da 6 kW, ai quali è collegata anche
una batteria da 10 kWh di capacità, in grado di fornire 5 kW
di potenza aggiuntiva alla casa, la quale casa normalmente si
alimenta con il classico contatore da 3 kW.
Ipotizzando una piena produzione dell’impianto, quindi 6
kW, avresti a disposizione per i tuoi elettrodomestici circa 9 kW.
Anche la batteria avrebbe ulteriori 5 kW di potenza a disposizione,
ma essendo collegata allo stesso inverter del fotovoltaico, il
quale non può superare 6 kW di immissione, questa potenza
“di riserva” potrà essere usata solo nel momento
in cui l’impianto smetterà di produrre, idealmente nelle
ore serali o nei giorni di cattivo tempo.
In quei momenti si sommerà sempre il contatore di casa da
3 kW, con i 5 kW della batteria, per totali 8 kW a
disposizione.
La batteria Lato AC lavora diversamente, e
accumula energia quando questa è già stata
trasformata in corrente alternata dall’inverter del
fotovoltaico. Poiché l’energia nelle batterie viene
sempre accumulata in DC, questa viene nuovamente convertita e in
fase di erogazione viene ancora trasformata in AC per essere
utilizzabile dalla casa. Riassumendo il ciclo sarebbe:
DC->AC->DC->AC. Una molteplice conversione che causa
diverse perdite per via dei tanti passaggi.
Tuttavia, la batteria Lato AC, che oggi viene utilizzata in
circa la metà delle installazioni, ha il vantaggio di
non dipendere dall’inverter del
fotovoltaico. Ipotizzando la stessa situazione dell’impianto
precedente, ma con batteria lato AC sempre con potenza di 5 kW, ai
3 kW del contatore, e ai 6 kW dell’impianto in piena
produzione, si possono sommare anche i kW della batteria, che ha
generalmente un suo inverter integrato.
Il totale quindi è di 14 kW, tutti disponibili, che
possono essere utili per chi ha tanti consumi, o ad esempio vuole
ricaricare un’auto elettrica più velocemente. Quando
alla sera l’impianto smetterà di produrre ti troveresti
nella stessa situazione del primo esempio, cioè con 3 kW del
contatore, più 5 kW della batteria, 8 kW totali, con il solo
svantaggio di una efficienza di conversione minore.
Proprio perché non dipende dall’inverter del
fotovoltaico, la batteria Lato AC è quella che spesso viene
scelta come installazione in un secondo momento, dato che può
essere adattata in pratica a tutte le situazioni. Se quindi ti
trovi con un impianto già realizzato, e il tuo inverter non
è ibrido, o non ne conosci le caratteristiche, la batteria
Lato AC fa al caso tuo.
Differenti chimiche delle batterie
L’ultima differenza che possono avere le batterie di
accumulo domestico riguarda la chimica all’interno
delle singole celle al litio che le compongono. Una
batteria è infatti costruita collegando tra loro tanti piccoli
elementi, le celle appunto, che possono avere caratteristiche
diverse.
Negli ultimi anni la quasi totalità dei prodotti sul
mercato fa uso degli stessi componenti utilizzati nelle auto
elettriche, per una questione di costi in produzione.
Le composizioni chimiche delle batterie di accumulo sono le
seguenti:
- celle NCM, nichel-cobalto-manganese, dette anche ternarie
- celle LFP, litio-ferro-fosfato
Le batterie con celle NCM hanno il vantaggio
di essere molto versatili, possono caricarsi e
scaricarsi molto velocemente, e non soffrono particolarmente il
freddo. Hanno inoltre una densità energetica più alta, il
che significa che per ottenere una certa quantità di accumulo
peseranno di meno.
Le celle LFP sono tornate in uso abbastanza
recentemente, poiché particolarmente economiche e
resistenti. Hanno però una densità energetica
inferiore, pertanto un peso maggiore e a parità di
capacità anche dimensioni maggiori. Possono soffrire il
freddo, ma la vita decisamente lunga, e la possibilità di
essere ricaricate al 100% senza degradi importanti, le rendono
appetibili. Inoltre, costruite con materiali di facile
reperibilità, hanno un costo inferiore.
Quanto durano le batterie di accumulo per fotovoltaico?
La durata delle batterie di accumulo di un impianto fotovoltaico
dipende dal tipo di tecnologia adottata ma in
generale i produttori tendono a garantirne il funzionamento per
10 anni, con la possibilità di estenderle per
un periodo di tempo altrettanto lungo.
Quando utilizzate le batterie di accumulo, come tutte le
batterie, tendono a soffrire di una perdita di efficienza: la loro
capacità di accumulo, pari ad esempio a 100 quando nuove, cala
nel corso del tempo ma in genere la riduzione di capacità
è contenuta entro un 10% che si tocca dopo alcuni anni,
stabilizzandosi in seguito.
La batteria rimane perfettamente funzionante ma sarà
semplicemente in grado di accettare un quantitativo di energia
immagazzinata un poco inferiore.
Dove posizionare le batterie di accumulo per fotovoltaico?
Le batterie di accumulo possono essere installate anche
all’esterno della nostra abitazione, optando per
un’area che non sia direttamente esposta ai raggi solari e
ovviamente per un modello di batteria che sia pensato per questo
genere di posizionamento.
Più in generale è preferibile installarle
all’interno di casa in un ambiente che sia ventilato
adeguatamente, come garage o cantina, e che mantenga una
temperatura relativamente costante nel tempo.
Come scegliere le batterie di accumulo per il fotovoltaico
Come scegliere la batteria di accumulo per il tuo impianto
fotovoltaico? Ecco alcune semplici regole:
- la capacità della batteria deve essere
indicativamente pari a 1,5 o 2 volte quella del tuo impianto. Se il
tuo impianto fotovoltaico ha potenza di 6kW il consiglio è
quello di dotarti di una batteria di accumulo che abbia una
capacità di 10-12kWh
- le batterie di accumulo hanno un costo elevato, pertanto cerca
di bilanciare la sua capacità con il tuo budget di spesa
- non pensare che una batteria più grande dello standard ti
possa essere utile: il rischio è che la potenza del tuo
impianto non sia sufficiente a riempirla tutta, lasciandone una
buona parte inutilizzata nonostante tu l’abbia pagata
- fai attenzione anche all’ingombro della
batteria: scegline una che per caratteristiche compatibili
con la volumetria della tua abitazione
Incentivi e Bonus per batterie di accumulo per fotovoltaico
L’installazione di una batteria di accumulo collegata
all’impianto fotovoltaico di casa ti permetterà di
accedere al cosiddetto bonus casa 50%, attualmente in vigore fino
al 31 dicembre 2024. Con questo strumento potrai portare in
detrazione sino al 50% delle spese sostenute per il tuo impianto,
batterie di accumulo incluse, una volta effettuati i pagamenti.
In sintesi
La batteria di accumulo ti permetterà di sfruttare
al meglio la produzione del tuo impianto fotovoltaico di
casa, immagazzinandone l’energia prodotta nel corso
della giornata e non richiesta per l’alimentazione dei vari
dispositivi presenti nella tua casa.
In questo modo potrai utilizzare l’energia immagazzinata
nella batteria di accumulo quando il sole tramonterà e il tuo
impianto fotovoltaico non potrà più produrre, oppure
quando le richieste energetiche della tua casa saranno più
elevate della produzione del momento.
Se vuoi dotare il tuo impianto fotovoltaico di una batteria di
accumulo devi prestare attenzione alla capacità della
batteria, che deve essere commisurata a quella
dell’impianto che hai installato.
La batteria ha un costo importante e prenderne una troppo
capiente può rappresentare un investimento poco oculato. La
batteria di accumulo ti permetterà inoltre di
far funzionare l’impianto di casa anche in caso di
interruzione della fornitura elettrica, oltre ovviamente a
diminuire la richiesta complessiva al gestore e quindi il costo in
bolletta.
