Nell’ambito dell’energia rinnovabile, il fotovoltaico si colloca tra le scelte più gettonate per quanto riguarda costi e ritorni economici.
È possibile suddividere gli impianti fotovoltaici in due grandi macrocategorie: gli impianti grid-connected noti anche come impianti “connessi in rete”, poiché connessi ad una rete elettrica di distribuzione già esistente gestita da terzi, o connessi direttamente all’impianto elettrico privato da servire; e gli impianti stand-alone, o “ad isola”, i quali sfruttano l’energia elettrica prodotta direttamente sul luogo di produzione, avvalendosi dell’utilizzo di un opportuno accumulatore di energia, o batteria, in grado di immagazzinare una buona quantità di elettricità e rilasciarla gradualmente quando richiesta.
Quest’ultima tipologia trova grande riscontro principalmente nel settore immobiliare, dove il fotovoltaico rappresenta più un investimento ad uso casalingo che una distribuzione energetica da cui trarre benefici economici, sebbene esistano degli impianti “ibridi” in cui all’accumulatore si affianca anche una connessione alla rete elettrica di distribuzione, in caso di scaricamento del primo.
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Cos’è un Accumulatore Fotovoltaico
Le batterie di accumulazione, o accumulatori, sono generalmente costituite da una o più batterie ricaricabili, opportunamente connesse in serie o in parallelo, il cui compito è quello di conservare e preservare la carica elettrica fornita dai moduli fotovoltaici, in presenza di sufficiente irraggiamento solare, in modo da permetterne un utilizzo differito da parte degli apparecchi elettrici che usufruiscono dell’energia.
Per la conservazione dell’energia auto-prodotta, possiamo distingue due tipologie di accumulatori principali, i quali presentano punti di forza e criticità differenti.
Le Batterie al piombo e le Batterie al piombo/gel, visibilmente simili a quelle utilizzate per le automobili, hanno una capacità di utilizzo pari al 50%, ossia permettono di usufruire solo della metà dell’energia accumulata, questo perché il sistema, nel ciclo di “carica-scarica” trattiene circa il 50% di energia per evitare di danneggiare le stesse batterie.
La durata di vita media delle batterie al piombi è di circa 2 o 3 anni, quella delle batterie al piombo/gel si estende fino ai 5 anni.
Le Batterie al litio, molto simili a quelle degli apparecchi elettrici, invece, permettono una capacità di utilizzo dell’energia accumulata fino all’80%, trattenendo dunque solo 20% per il suo funzionamento. Questa tipologia di batterie sono considerate le migliori sul mercato, nonostante i costi siano più alti rispetto alle precedenti; la durata media di vita, infatti, arriva a raggiungere anche i 10/12 anni di funzionamento.
È possibile preservare, o comunque triplicare la durata della vita di una batteria di accumulo, integrando l’utilizzo di una centralina rear, la quale ha l’enorme vantaggio di regolare la scarica delle batteria, non modificabile in genere dall’utente.
Il funzionamento dell’accumulatore fotovoltaico
Le batterie di accumulazione presentano un tipo di funzionamento del tutto ecologico ed ecosostenibile, accostandosi ad un tipo di produzione di energia improntata al rinnovabile e allo sfruttamento delle risorse ambientali gratuite ed “infinite”.
Un tipico impianto fotovoltaico produce energia elettrica durante il giorno, grazie all’irraggiamento del sole, permettendo lo sfruttamento di essa solo durante le suddette ore, malgrado i maggiori consumi di energia elettrica si abbiano durante la notte, proprio quando non c’è irraggiamento solare; per ovviare a questa problematica nasce la batteria per l’accumulo dell’energia elettrica, la quale permette, dunque, di sfruttare a pieno la corrente prodotta durante la giornata anche nelle ore notturne, immagazzinandola all’interno della batteria, e rilasciandola gradualmente.
Ciò permette, inoltre, di coprire fino all’80% del fabbisogno energetico giornaliero, favorendo un grosso risparmio sulla bolletta.
Da un punto di vista puramente tecnico, il sistema di accumulo viene collegato all’impianto fotovoltaico da un lato, ed eventualmente alla rete elettrica esterna, dall’altro.
Grazie all’utilizzo di una centralina il sistema governa i flussi di energia in base alle necessità dell’utente; attraverso un regolatore di carica, invece, il sistema regola la carica delle batterie in modo da evitare dannosi sovraccarichi.
Il tutto deve, ovviamente, essere dimensionato in maniera proporzionale alla potenza dell’impianto, alle batterie ed alla quantità dei consumi elettrici.
Nei sistemi ibridi, l’elettricità pulita prodotta dal fotovoltaico viene “dirottata su vie diverse” in ordine di priorità, ovvero direttamente sull’utenza di casa, e fornendo energia ai carichi domestici, per l’autoconsumo immediato; sulla batterie di accumulo, per l’autoconsumo “differito”, e sulle reti elettriche adibite, per la valorizzazione attraverso il meccanismo dello scambio sul posto.
Il sistema può dunque essere definito come un sistema intelligente, in grado di stabilire se e quando autoconsumare, accumulare o, se previsto, immettere in rete l’energia auto-prodotta.
Convenienza e costi dell’accumulatore fotovoltaico
La rinascita del fotovoltaico negli ultimi anni è stata resa possibile grazie al netto calo dei prezzi degli accumulatori, portando l’impianto fotovoltaico con accumulo a concorrere con quello che funziona attraverso lo “scambio sul posto”.
Risulta, dunque, conveniente in quest’ottica riflettere in termini di autoconsumo, preferendo l’installazione di pannelli solari con inverter dotati di accumulatore integrato o separato.
La convenienza di questa scelta risiede innanzitutto nel fattore economico, andando a considerare il risparmio totale energetico nel corso del tempo: le spese effettuate inizialmente per l’installazione di tutti i componenti utili al funzionamento del fotovoltaico con accumulo, sono infatti facilmente recuperabili in non più di 10 anni di utilizzo, costituendo un risparmio totale nell’arco di 20 anni di circa 17 mila euro sull’elettricità.
Prendendo in considerazione anche i costi di installazione, si arriva facilmente alla conclusione che adottare questo tipo di scelta porta, indubbiamente, ad un risparmio considerevole.
Essendosi adattato il mercato a questa nuova tipologia di utilizzo del fotovoltaico, infatti, i prezzi di un accumulatore sono di conseguenza scesi molto rispetto al passato, rientrando in una fascia piuttosto accessibile.
Naturalmente il prezzo varia in funzione della qualità, dell’innovazione e del marchio del prodotto scelto, essendo questo tipo di mercato diventato molto vasto, spaziando da tipologie di accumulatori con tecnologie ad alta temperatura a batterie di accumulo al nichel, o ancora da batterie di accumulo al nichel- cadmio a batterie di accumulo al piombo, arrivando addirittura a batterie di accumulo agli Ioni di litio, e così via.
In linea di massima, i prezzi possono oscillare dai 2000 ai 3000 euro, per impianti di accumulo con prestazioni nella media, composte in genere da 4 batterie con tensione nominale di 48 Vdc ed energia nominale di 6,2 kWh; e dai 6000 euro a salire, per impianti fotovoltaici ad accumulo completo da 4kW e 48V, con batterie trojan.
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