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STORAGE DI ENERGIA TRAMITE BATTERIE DI ACCUMULO



AUTOCONSUMO PER UTILIZZO IN PROPRIO DELL'ENERGIA PRODOTTA

L'ottimizzazione dell'impianto fotovoltaico si deve muovere verso l'autoconsumo di energia elettrica prodotta.

L'energia prodotta dall'impianto di giorno e non utilizzata per i consumi propri viene immessa nella rete del distributore di energia elettrica. Viene retribuita con il meccanismo dello scambio sul posto dal GSE, con un contributo che è pari al costo di acquisto dell'energia pari a 0,12-0,15euro / kwh.

Riuscire ad immagazzinare tale energia, per poi utilizzarla in un secondo momento per i propri consumi, consente di ridurre ancora l'assorbimento di energia dalla rete elettrica con conseguente risparmio nei costi della bolletta elettrica.

Lo scopo finale è poter utilizzare l'energia solare per tutto l'arco della giornata, indipendentemente dal momento di produzione e di utilizzo dell'energia.


CHI E' INTERESSATO AD INSTALLARE UN SISTEMA DI ACCUMULO

Installare un sistema di storage con batterie è di interesse per chi è titolare di un impianto fotovoltaico esistente, ma anche per il consumatore di energia che deve installare un impianto fotovoltaico nuovo.


COME FUNZIONA

Gli impianti con batterie di accumulo possono portare una maggiore redditività potendo contare sull'aumento notevole di energia autoconsumata.
Senza accumulatore di energia si ha autoconsumo di energia prodotta solo in contemporanea alla produzione, cioè nelle ore di insolazione diurne.

La riga nera è il consumo di energia richiesto dalle utenze di casa. La campana gialla è la produzione di energia del fotovoltaico.
La parte blu della campana è la parte di energia autoconsumata. La parte sopra arancione è la parte di energia prodotta ed in esubero rispetto ai consumi propri, che viene immessa nella rete elettrica del distributore.
Al di fuori della parte blu, prima e dopo, l'energia necessaria ai propri consumi viene prelevata dalla rete elettrica, e si paga in bolletta.

Ecco invece il caso con storage a fronte degli stessi consumi e produzione di energia.
La parte superiore della campana che prima era energia immessa in rete, ora viene utilizzata per i consumi propri nell'arco della giornata, abbattendo l'energia ed i consumi del prelievo dalla rete elettrica.


VALORI DI AUTOCONSUMO

Senza accumulo un impianto fotovoltaico tradizionale casalingo può contribuire ai consumi domestici con un autoconsumo del 30% sui consumi totali casalinghi.
Installando un sistema a batterie la percentuale di autoconsumo può salire al 65-70%.


VANTAGGI PER L'UTENTE

Fornirsi si un sistema di accumulo di energia comporta vari benefici connessi al fatto che l'aumento di autosufficienza porta una maggiore indipendenza delle proprie utenze dalla rete elettrica.
Ciò comporta un notevole risparmio sulla bolletta elettrica.
Inoltre autoproducendo energia si è al riparo dalle variazioni di mercato del costo dell'energia.
Gli aumenti del costo dell'energia elettrica nel tempo portano una rivalutazione del valore dell'energia prodotta e del risparmio della bolletta elettrica.


SCHEMA DI CONNESSIONE IN CORRENTE CONTINUA

Il sistema di accumulo è connesso in corrente continua. L'energia generata dal fotovoltaico in continua va ad alimentare il sistema di accumulo. Lo stesso, insieme ai moduli fotovoltaici, va ad alimentare l'iinverter.
Il vantaggio è che non si hanno perdite per trasformazioni di energia continua/alternata.
La potenza di riferimento dell'impianto è quella dell'inverter.
Propongono tale sistema produttori quali Fronius, SolaxPower.


SCHEMA DI CONNESSIONE IN CORRENTE ALTERNATA

Il sistema di accumulo è connesso nella parte di impianto in alternata.
L'energia prodotta dai moduli fotovoltaici in continua viene trasformata in alternata dall'inverter. Può essere utilizzata per i consumi domestici oppure può andare a caricare le batterie. Ma per farlo deve essere ritrasformata in corrente continua.
L'energia accumulata può essere utilizzata a posteriori, quando il fotovoltaico non produce, ma per farlo deve essere trasformata di nuovo in alternata per l'utilizzo.
Tali trasformazioni comportano perdite.
La potenza di riferimento sarà la somma delle potenze di inverter e di accumulo.


NORMATIVA VIGENTE

I riferimenti normativi sono dati dalla CEI 021 V1 2014. Esiste un periodo di PROVE TECNICHE con inchiesta pubblica fino al 26 Aprile.
Ioltre le delibere AEEG 574/2014/R/EEL, 642/2014/R/eel.
Infine le Regole tecniche attuative pubblicate dal GSE le quali confermano che anche gli impianti fotovoltaici incentivati con finanziamenti dal secondo Conto Energia possono beneficare di sistemi di accumulo.


DEFINIZIONI

Un ciclo è un'operazione completa di carica e scarica della batteria.
Se il ciclo non viene eseguito completamente si va a sommare parzialmente.
In un anno si possono stimare che si verichino 300 cicli. Con l'avanzare dei numeri di cicli prodotti l'efficienza della batteria si abbassa.
Le batterie non possono essere scaricate del tutto ma possono essere impiegate per un 80%-90% di carica massima.


TIPOLOGIE DI BATTERIE AL PIOMBO

Di vantaggio sono le più collaudate e garantiscono più robustazza e sicurezza intrinseca. Inoltre il costo è inferiore.

Di contro hanno ingombro e peso maggiore, necessitano di ventilazione, ed hanno prestazioni inferiori quali efficienza all'80% e profondità di scarica. Necessitano di manutenzione ed hanno una vita stimata inferiore che si attesta a 3000 cicli stimati di vita. Per avere un accumulo di 10kWh si deve prevedere un accumulo nominale di 20kWh (DoD pari al 50%).

Tipologie in base all'elettrolita sono le Piombo-Gel, che sono sigillate e non richiedono manutenzione, al pari delle Agm. Oppure in acido libero con necessità di rabbocchi ma con dissipazione migliore del calore.


TIPOLOGIE DI BATTERIE AL LITIO

Hanno dalla loro diversi fattori: dalle prestazioni maggiori quali efficienza al 90% e profondità di scarica. Per avere 10 kWh reali è necessaria una batteria di 12,5kWh nominali (DoD pari al 80%).
Inoltre vantano assenza di effetto memoria, vita stimata più lunga intorno a 6000 cicli di carica scarica, sono meno pesanti, esenti da manutenzioni.
Stimando che la vita è più lunga, il costo a ciclo è inferiore del 25%.

Di contro hanno un prezzo maggiore del 75% rispetto a quelle in Piombo.
Necessitano del BMS Battery Management System per salvare tutti i dati di produzione e calcolare la corrente di carica scarica massima.

Sono disposte in più moduli che possono ad esempio immagazzinare 1,5kWh l'uno.

Sono chiamate anche con il termine batterie agli Ioni di Litio.

Esistono più tipologie a seconda dell'elemento con il quale è fatto il catodo associato al Litio.

Le tipologie più usate sono le LFP Litio-Fosfato di Ferro, maggiormente affidabili, che possono superare i 4000 cicli conservando un ottima capacità di carica residua. La densità energetica è sull'ordine di 90 e 120 Wh/Kg.
Altre tipologie dette Litio-Polymer sono LMO (Li-Manganese Ossido), NMC (Nichel, Manganese Cobalto) e LCO (Litio-Cobalto Ossido) consentono una elevata densità di carica (dell’ordine di 150-190 Wh/Kg) ma hanno un'inferiore durata nel tempo.

IL SISTEMA DI TESLA PER L'HOME BATTERY

Il produttore Tesla, con sede operativa negli Usa ed in Olanda, mette in campo la sua forte esperienza nel campo delle autovetture con propulsori elettrici: 10 anni di esperienza, oltre 7GWh di accumuli montate su autovetture, batterie arrivate ormai alla ottava generazione.

Tesla ha appena fatto uscire il primo modello di batterie per storage di energia con utilizzo domestico. Il modello è unico, si chiama Powerwall, di seguito mostrato in fotografia.

Le dimensioni e peso sono i seguenti: alto 130cm., largo 86cm., spessore solo 18cm. e 95kg. di peso. Tali dimensioni sono considerevoli rispetto ad un inverter domestico, ma non per un sistema di batterie.

Tale elemento va fissato a parete. Consente un accumulo di energia reale di 6,4kWh idoneo per una abitazione privata. Per un maggiore accumulo possono essere montati insieme più di questi elementi, con l'accumulo che è pari alla somma.

La potenza di scarica è pari a 3,3kW.

Il cuore del sistema è costituito da batterie a ioni di litio. La profondita di scarica del 100%, quindi 6,4kWh reali, è assicurata da un sovradimensionamento delle batterie, che consente di lasciare una parte di batterie sempre in carica.

Il sistema può essere installato in un ambiente con temperatura che va da -20°C a 50°C, quindi può essere installato anche all'esterno essendo l'involucro IP35, ma al riparo da acqua o luce solare diretta.

Le batterie al litio devono lavorare ad una temperatura che oscilla tra 20° e 22°C. Per garantire tale temperatura è funzionante un sistema di raffreddamento a liquido che tramite una ventola di assorbimento 50W, consente a tutte le batterie che costituiscono il sistema di mantenere tale temperatura.

Può essere impiegato per lo storage di energia in nuovi impianti fotovoltaici, sia in impianti fotovoltaici esistenti.

L'estetica del prodotto è stata particolarmente curata con una linea snella ed accattivante. Non sono presenti display grafici, ma l'elemento è chiuso da tutti lati. La lettura di tutti i dati di produzione e di gestione della batteria è eseguita tramite il collegamente internet, il quale è indispensabile. Lo stesso consente di portare la garanzia a 10 anni.

Il collegamento di potenza e dati è stabilito tramite l'inverter. Il sistema di comunicazione è aperto a tutti gli inverter, anche se per il momento il sistema con il quale è associato è l'inverter Solaredge, ed a breve l'inverter Sma.

Non è venduto ancora, ma è possibile acquisire un preordine con forniture a breve.

Tesla richiede l'attestazione di frequenza ad uno suo stage specifico da parte della ditta installatrice al fine di garantire un'alta professionalità nelle prestazioni finali. Siamo in possesso di tale abilitazione.

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