10 cose da sapere sui sistemi di accumulo di energia elettrica

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10 cose da sapere sui sistemi di accumulo di energia elettrica

1) Come è fatto un sistema di accumulo di energia elettrica?

Un sistema di accumulo di energia elettrica è costituito sostanzialmente da batterie e da un inverter denominato ibrido. Per piccole applicazioni, come quelle residenziali,  inverter ibrido e batterie sono spesso assemblati in un unico dispositivo:

inverter ibrido con batterie incorporate – SMA

Altre volte, tipicamente per applicazioni di entità superiore al residenziale, inverter ibrido e batterie sono separati (nella foto seguente le batterie al litio di tipo modulare trovano alloggio entro un armadio rack):

Inverter Ibrido Solar X-Hybrid

 

batterie modulari al litio pylontech entro armadio rack

 

 

2) A cosa serve un sistema di accumulo di energia elettrica?

Lo scopo principale di un sistema di accumulo di energia è quello di immagazzinare l’energia prodotta da un impianto a fonte rinnovabile (ad esempio fotovoltaico) quando questa non è istantaneamente richiesta dai carichi elettrici (ad esempio dalla lavatrice, frigorifero o ferro da stiro).

 

3) Perché è importante accumulare l’energia elettrica prodotta da un impianto a fonte rinnovabile?

In assenza di un sistema di accumulo tutta l’energia prodotta dall’impianto a fonte rinnovabile che istantaneamente non viene utilizzata (magari perché in casa non c’è nessuno e quindi non c’è richiesta di energia) viene riversata nella rete Enel.

Tramite il meccanismo dello scambio sul posto è poi possibile utilizzare tale energia prelevandola dalla rete  quando l’impianto fotovoltaico non è in produzione, ad esempio la notte. La rete, in questo caso, sta fungendo da serbatoio di energia, da accumulo. E allora a cosa serve installare un proprio sistema di accumulo? Serve eccome.

Il meccanismo sopra descritto -lo scambio sul posto- è si utile ma non proprio conveniente per l’utente finale poiché ogni chilowattora che viene ceduto in rete viene retribuito molto meno rispetto ad un chilowattora prelevato. E’ come se di giorno vendessi delle patate ad un euro al chilo per poi ricomprarle la notte a 5 euro al chilo, giusto per intenderci.

Se l’energia prodotta dall’impianto rinnovabile anziché essere ceduta in rete venisse conservata in delle batterie di proprietà, tale scambio svantaggioso cesserebbe di esistere. E tanta meno energia viene prelevata dalla rete tanto più bassa sarà la bolletta, ovviamente.

 

4) Si può montare un sistema di accumulo su un impianto fotovoltaico esistente?

Certo! Prima però occorre sostituire l’inverter “tradizionale” con uno “ibrido”, ovvero capace di accogliere e gestire i flussi energetici da e verso un sistema di accumulo.

 

5) Cos’è un inverter ibrido?

Un inverter ibrido è un inverter che oltre a gestire l’energia proveniente dall’impianto fotovoltaico e convertirla da continua ad alternata (come fa un inverter “tradizionale”) riesce a gestire anche, contemporaneamente, i flussi energetici da e verso le batterie.

6) Un inverter ibrido può permettere la ricarica dalle batterie anche dalla rete (ad esempio quando l’energia costa meno, come accade in fascia F3)?

Sì. Alcune tipologie di inverter ibrido permettono di ricaricare le batterie direttamente dalla rete a 230 V. E’ una funzionalità utile poichè significa che si può “fare il pieno” di energia a basso costo quando non si riesce a ricaricare le batterie poichè ad esempio manca la disponibilità della fonte rinnovabile (sole e/o vento)

7) L’inverter ibrido riesce a fornire energia anche in caso di black-out della rete?

Sì. Alcuni modelli di inverter ibridi permettono, in caso di black-out della rete principale, di avere di energia supplementare dalle batterie (se cariche, ovviamente) o dai moduli fotovoltaici (in caso di producibilità, chiaramente). Si tratta di un funzionamento denominato in modalità UPS.

 

8) Qualè la logica di funzionamento di un sistema di accumulo di energia elettrica?

Di seguito una rappresentazione schematica dei flussi energetici in un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo (ESS: Energy Storage System)

flussi di energia in presenza di sistema di accumulo

 

Immagine tratta da Pubblicazione Anie Energia 2013: Residential Electrical Storage System (RESS)

 

La logica di funzionamento del sistema di accumulo, ovviamente dotato di inverter ibrido, è la seguente:

Caso A): IMPIANTO FOTOVOLTAICO IN PRODUZIONE (GIORNO)

  • l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici (e convertita da continua ad alternata dall’inverter) viene utilizzata direttamente dai carichi dell’utenza, qualora questi ne abbiano bisogno
  • L’energia prodotta eventualmente in eccesso viene accumulata nelle batterie per un uso successivo
  • l’energia immagazzinata dalla batterie può andare a sommarsi a quella prodotta dai pannelli fotovoltaici, quando il fabbisogno dei carichi supera la disponibilità di energia istantaneamente prodotta dai pannelli fotovoltaici
  • quando non vi è richiesta di energia elettrica da parte dell’abitazione e la batteria è completamente carica, l’energia in eccesso può essere ceduta alla rete totalmente o in parte (molti inverter ibridi dispongono di una funzione che permette di escludere l’esportazione)

 

Caso B): IMPIANTO FOTOVOLTAICO NON IN PRODUZIONE (NOTTE)

  • in assenza di radiazione solare, i carichi dell’abitazione prelevano l’energia dalle batterie precedentemente caricate
  • quando tale energia non è sufficiente a soddisfare la richiesta dei carichi elettrici dell’abitazione, viene prelevata energia, ad integrazione, anche dalla rete elettrica
  • qualora le batterie fossero completamente scariche e l’abitazione ha necessità di energia, questa viene prelevata completamente dalla rete.

 

Riassumendo, la logica delle priorità dell’energia che arriva ai carichi elettrici dell’abitazione è questa, nell’ordine:

  1. utilizzare l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico ❶
  2. utilizzare l’energia accumulata nelle batterie ❷
  3. utilizzare, nel caso non ci fosse sufficiente disponibilità di energia prodotta ❶ e di energia accumulata nelle batterie ❷, l’energia dalla rete ❸

 

9) Quanto posso risparmiare con l’installazione di un sistema di accumulo?

Rispondere a priori a questa domanda è impossibile! Prima di installare un sistema di accumulo occorre sempre fare un’attenta analisi tecnico-economica. Ne abbiamo parlato qui.

10) E’ possibile valutare la convenienza di un sistema di accumulo e stimare la redditività dell’investimento?

E’ senz’altro possibile. Occorre eseguire uno studio accurato in modo da definire il profilo energetico dell’utente. Ovvero occorre studiare i dati (energia prodotta, immessa, etc..) pubblicati dal portale GSE (se si è già in possesso di un impianto fotovoltaico) e i dati riportati nelle bollette; il tutto su base annuale e, preferibilmente, nelle varie fasce orarie. Anche di questo ne abbiamo parlato in un nostro precedente articolo. In questo modo si riesce a capire se si ha bisogno realmente di un sistema di accumulo, si può eventualmente dimensionare tutto il sistema, cioè stabilire la esatta delle batterie taglia (ovvero i chilowattora che riescono ad accumulare), le caratteristiche dell’inverter, si possono valutare i costi e i relativi benefici realmente conseguibili, etc..

Se ti stai chiedendo:

– mi conviene installare un sistema di accumulo?

– quanto risparmierò davvero installando un sistema di accumulo di energia elettrica?

– come posso valutare la redditività dell’investimento relativo all’installazione di un sistema di accumulo energia?

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