Cos’è il solare fotovoltaico con accumulo?
Il solare fotovoltaico è una delle fonti rinnovabili più note. Variabilità e intermittenza sono le sue caratteristiche per eccellenza: la conversione del Sole in energia elettrica non è costante ma influenzata da molteplici fattori. A determinare la produzione, oltre all’irraggiamento, ci sono ulteriori elementi quali l’esposizione dei pannelli, l’inclinazione degli stessi, la presenza di fogliame (che può creare delle ombre) o di piccoli graffi e difetti che inficiano l’efficienza dei moduli.
Per ovviare a questi inconvenienti, si può allacciare un sistema per l’accumulo di energia così da ottimizzare la produzione energetica e i consumi elettrici.
In molti casi è possibile consumare in tempo reale l’elettricità prodotta dall’impianto fotovoltaico, caso in cui si parla di autoconsumo diretto. Se ciò non è possibile, per motivi svariati, lo stoccaggio consente di immagazzinare l’elettricità prodotta in eccesso per usarla successivamente nei momenti di maggior bisogno o ancora quando il pannello non è in funzione, ad esempio di notte, ed è il caso dell’autoconsumo differito.
Così facendo, la richiesta di energia alla rete elettrica diminuisce a favore della produzione decentralizzata e dell’autonomia energetica. Nel più articolato percorso di transizione energetica intrapreso a livello italiano ed europeo, l’installazione di sistemi fotovoltaici abbinati a batterie è invocata come una grande opportunità, sia in termini di decarbonizzazione del sistema energetico, produttivo e dei trasporti sia in vista di una migliore qualità della vita.
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Come funziona
L’elettricità in corrente continua prodotta dall’impianto solare fotovoltaico è convertita in corrente alternata grazie a un inverter. A questo punto si può, come detto, utilizzare in tempo reale o, in caso contrario, accumularlo nei sistemi di accumulo. A completamento dell’impianto c’è anche un contatore che consente di misurare e monitorare la produzione.
Anche detti sistemi di storage o accumulatori, altro non sono che delle batterie integrate all’impianto fotovoltaico per immagazzinare l’energia prodotta in eccesso ed evitare di sprecare (stime Gestore dei servizi energetici-GSE) fino al 70 per cento di elettricità.
Se immaginiamo una giornata tipo, al mattino l’energia prodotta può essere consumata direttamente e quella in eccesso immagazzinata nelle batterie. Nel pomeriggio, quando lo stoccaggio è pieno, il surplus è immesso nella rete elettrica e di sera si può attingere all’elettricità presente nell’accumulo per fare ogni tipo di faccenda. Se di notte l’elettricità non basta, l’energia può essere anche prelevata dalla rete. Questo tipo di funzionamento è detto dinamico.
A seconda della tecnologia adoperata e della potenza, i sistemi di accumulo per pannelli solari fotovoltaici sono di diversi tipi. Per quanto riguarda i materiali, in commercio potete trovare le batterie al litio e al gel, che in linea generale hanno una durata di vita più lunga rispetto alle altre, sono più leggere e non richiedono manutenzione. Ci sono poi le batterie stazionarie, che devono essere costantemente cariche e richiedono manutenzione, e quelle al piombo acido, che per funzionare devono essere cariche almeno al 20 per cento. Infine, i sistemi di accumulo all’AGM sono quelli che si caricano più velocemente. Se si valuta la potenza, si trovano da 12 Volt, 24 o 48.
Non tutti gli impianti richiedono lo stesso tipo di batteria, dunque è bene informarsi e scegliere quello più adeguato al proprio profilo di consumo. Una batteria da 10 kWh di potenza è idonea per un impianto residenziale di autoconsumo formato da 12 pannelli ciascuno da 400 W di potenza, per un totale di 4,8 kW di potenza. Invece, una batteria da 15 kWh è giusta quando si dispone di 20 pannelli da 400Wp, una potenza totale doppia rispetto alla precedente pari a 8KWp.
Se si vuole elettrificare completamente la propria abitazione, ed eliminare il gas, allora è bene considerare che si dovrà partire da un sistema di accumulo con almeno 6 o 8 kWh di capacità, tenuto conto soprattutto dell’utilizzo dell’energia solare per il riscaldamento in inverno.
Collocazione del solare fotovoltaico con accumulo
Il Gestore dei sistemi energetici-GSE fissa alcuni parametri da rispettare se si vuole installare un impianto solare fotovoltaico con accumulo.
Innanzitutto bisogna distinguere tra le batterie monodirezionali, che sono caricate solo dall’impianto fotovoltaico, o bidirezionali, che sono caricate anche dalla rete elettrica.
Una volta chiarita questa distinzione, si può comprendere meglio i tipi di configurazione ammessi:
- Monodirezionale o Bidirezionale lato produzione: in questo caso, le batterie (che si possono ricaricare o solo dall’impianto fotovoltaico o anche dalla rete elettrica) sono installate tra l’impianto fotovoltaico e l’inverter, prima del contatore di produzione;
- Bidirezionale post-produzione: le batterie sono installate dopo l’inverter.
In linea generale, poi, i sistemi di accumulo non vanno collocati all’esterno della propria abitazione, per evitare che fattori climatici o la presenza di insetti possano danneggiare le batterie.
Per coloro che già possiedono un impianto solare fotovoltaico e vogliono abbinargli una batteria, l’Autorità per l’energia elettrica, il gas e il sistema idrico (Arera) ha deliberato che:
- chi ha già beneficiato degli incentivi statali per l’adozione dell’impianto può installare un sistema di accumulo e beneficiare della detrazione fiscale del 50%;
- chi possiede un impianto fotovoltaico fino a 20Kw di potenza, installato tra il 2005 e il 2006 e ha sfruttato gli incentivi del Primo Conto Energia, non può beneficiare degli incentivi statali per l’acquisto di una batteria fotovoltaica.
Costi del solare fotovoltaico con accumulo
Il rialzo dei costi delle materie prime vissuto a livello internazionale in questo particolare momento storico rende difficile stilare una stima precisa relativamente ai costi per l’installazione di un impianto solare fotovoltaico con accumulo. Sicuramente, l’effetto delle economie di scala nell’ultimo decennio ha abbattuto notevolmente il prezzo generale delle batterie e l’installazione di un impianto di questo tipo è sempre più attrattivo.
Un’altra precisazione da fare riguarda la possibilità di usufruire di agevolazioni statali e detrazioni fiscali. In questo momento storico, esiste il Superbonus 110 e il bonus ristrutturazione che vogliono stimolare la riqualificazione edilizia del vetusto parco immobiliare italiano e favorire l’utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia e la delocalizzazione produttiva.
In linea generale, per una batteria da 10 kW (esempio fatto prima) si stimano tra i 10mila e i 12mila euro. Quella da 15 kW arriva ai 15mila euro. Ancora, per fare un altro esempio, nel caso delle batterie al litio si stima un costo tra i 1.000 e i 1.500 euro per kWh.
Un impianto fotovoltaico da 3kW con accumulo chiavi costa circa 12.000 euro, anche se come detto molto dipende dalla tipologia di batteria installata, importo che si dimezza se si sfrutta il bonus ristrutturazioni.
Il rendimento dell’impianto del 20-25% l’anno fa stimare un rientro dell’investimento tra i sette e i dieci anni, a seconda appunto della grandezza dell’impianto fotovoltaico e della capacità dell’accumulo. In assenza delle batterie il tempo di rientro si abbassa notevolmente, spesso attorno ai cinque.
Quando conviene installarlo
La convenienza dell’installazione di un impianto solare fotovoltaico è da valutare caso per caso e può dipendere, ad esempio, dalle modifiche da apportare a un impianto quando presente, dal costo degli accumuli, dal bisogno di sostituire l’inverter con uno più “intelligente”.
Nelle aree più remote, d’Italia e non solo, e nelle isole che non possiedono un collegamento alla rete elettrica l’installazione di impianti solari fotovoltaici dotati di sistemi d’accumulo può essere molto vantaggiosa. La batteria, che dovrà essere correttamente dimensionata, fornirà elettricità sia di sera che durante la notte e l’ideale sarebbe di autoconsumare direttamente l’elettricità durante il giorno e in differita durante la sera e notte per usare tutta l’energia prodotta dal proprio impianto. In questo caso si parla di impianto a isola, stand alone oppure off-grid e, ovviamente, si è completamente indipendenti dai gestori di energia e non si paga alcuna bolletta.
Anche chi vuole abbattere il costo della bolletta energetica può trovare in questo tipo di impianto un valido alleato, fatto salvo che esistono importi fissi che non si possono annullare. L’idea di sfruttare direttamente l’energia prodotta dai pannelli solari fotovoltaici ed evitare di chiederla alla rete affascina e stimola chi punta all’indipendenza energetica e ad alleggerire il portafoglio. In questi casi è bene cambiare le proprie abitudini di consumo e fare attenzione a non sprecare energia: più si riesce a concentrare i consumi durante il giorno e la fascia serale, maggiore quindi è sia l’autoconsumo diretto che differito, più alta è la probabilità di non richiedere elettricità alla rete. Difatti, se durante il giorno un nucleo familiare trascorre molte ore fuori casa, per studio o lavoro, e i consumi si concentrano di sera e di notte l’accumulatore consente di massimizzare la produzione dell’impianto.
L’impianto solare fotovoltaico abbinato ai sistemi di accumulo è una soluzione ancora più interessante e strategica se si pensa alle comunità energetiche, o energy community. Si tratta di un gruppo di persone che condividono l’energia rinnovabile, prodotta tipicamente dal sole, in uno scambio alla pari all’interno di una rete intelligente, che sfrutta contatori moderni ed efficienti, e digitalizzata, che favorisce la connessione tra nodi. L’Italia si sta allineando progressivamente alle direttive europeo per allargare al maggior numero di consumatori la partecipazione a tali comunità, anche a ci non possiede un impianto. Anche chi abita in un condominio può così diventare parte del cambiamento e contribuire a ridurre lo spreco energetico, le emissioni climalteranti e a tutelare le risorse del pianeta.
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