I sistemi di accumulo a batteria per impianti fotovoltaici abbinano pannelli fotovoltaici (solari) a una batteria ricaricabile. L'elettricità prodotta durante il giorno viene immagazzinata e utilizzata in seguito, quando i pannelli non sono in funzione. L'abbinamento dei due sistemi risolve un limite fondamentale dell'energia solare: i pannelli generano energia solo quando c'è il sole, mentre la maggior parte delle case e delle aziende consuma la maggior parte dell'energia la sera. Le sezioni seguenti descrivono cos'è un sistema di accumulo a batteria per impianti fotovoltaici, di cosa è composto, le specifiche importanti e come capire se è adatto alla propria situazione. Il calcolo della dimensione della batteria o del costo di installazione più appropriato per una specifica proprietà è un'analisi separata, specifica per ogni progetto, che dipende dal profilo di consumo, dalle tariffe e dalle normative locali.
Cos'è l'accumulo di energia fotovoltaica tramite batterie e in cosa si differenzia dall'energia solare connessa alla rete.
Un sistema fotovoltaico con accumulo a batteria è un impianto solare con l'aggiunta di una batteria, e ciò che lo distingue da un sistema standard connesso alla rete è la destinazione dell'elettricità in eccesso prodotta durante il giorno. Un sistema connesso alla rete senza accumulo esporta l'energia solare in eccesso nella rete. A seconda del mercato, tale esportazione può generare un credito, una tariffa incentivante, un importo minimo o nullo se le esportazioni sono limitate. Un sistema fotovoltaico con accumulo a batteria immagazzina l'energia in eccesso per il proprio consumo. Può anche alimentare carichi selezionati durante un'interruzione di corrente, ma solo con inverter predisposti per il backup, protezione dall'isolamento e un circuito di carico protetto. Una batteria da sola non garantisce l'alimentazione di backup. Il valore dell'energia immagazzinata dipende dalla differenza tra le tariffe di esportazione e importazione, quindi è necessario verificare entrambe prima di presumere che una batteria si ripaghi da sola. sistema di accumulo di energia a batteria può essere caricato esclusivamente dalla rete elettrica. I sistemi di accumulo a batteria fotovoltaici vengono caricati principalmente dall'energia solare, sebbene molti impianti possano anche prelevare energia dalla rete quando tariffe e normative lo consentono.
L'idea sbagliata più comune: una batteria più grande non è automaticamente migliore.
Si tende a pensare che la capacità della batteria si traduca automaticamente in risparmi o in un'autonomia maggiore, ma il beneficio effettivo dipende dalla capacità utilizzabile, dal profilo di consumo giornaliero e dalle modalità di utilizzo della batteria. Il valore nominale in kilowattora non è sufficiente a determinare il risultato. Se si dimensiona un sistema in base alla sua capacità nominale senza verificare l'energia utilizzabile o i tempi di utilizzo giornaliero, spesso la batteria si scarica solo parzialmente. I risparmi promessi non si concretizzano mai. La temperatura è un altro fattore limitante, spesso sottovalutato. La capacità erogata da una batteria e il numero di cicli di carica/scarica delle sue celle diminuiscono all'aumentare della temperatura di esercizio, motivo per cui il sistema di raffreddamento è importante tanto quanto la capacità dichiarata. Dimensionare un sistema in base al consumo reale, verificare la capacità utilizzabile e tenere conto della temperatura fornisce una stima molto più accurata rispetto al solo valore nominale.
I componenti principali di un sistema di accumulo a batteria fotovoltaico
Un sistema di accumulo a batteria per pannelli fotovoltaici è costituito da pochi componenti principali, e l'hardware necessario dipende dal fatto che si stia aggiungendo un sistema di accumulo a pannelli esistenti o che si stia progettando tutto da zero. I componenti principali sono:
- Impianto solare (PV): Genera elettricità a corrente continua dalla luce solare; le sue dimensioni determinano la quantità di energia in eccesso che può essere immagazzinata.
- Inverter o inverter: Converte la corrente continua (CC) utilizzata dai pannelli e dalle batterie in corrente alternata (CA) utilizzata dagli elettrodomestici e dalla rete elettrica; il tipo e il numero dipendono dalla configurazione dell'accoppiamento.
- Batteria e sistema di gestione della batteria (BMS): immagazzinano energia e proteggono le celle monitorando tensione, corrente, stato di carica e temperatura.
- Gestione termica: mantiene le celle entro un intervallo di temperatura sicuro ed efficiente; i sistemi più piccoli possono utilizzare l'aria passiva, quelli più grandi o più caldi utilizzano il raffreddamento attivo, in genere raffreddamento a liquido.
- Hardware di backup e controllo: Un inverter con funzionalità di funzionamento in isola, un gateway di backup e un pannello di controllo dei carichi protetti consentono al sistema di alimentare i carichi selezionati durante un'interruzione di corrente, mentre la logica di controllo decide quando caricare, scaricare o immettere energia nel sistema.
Poiché la capacità erogabile e la durata del ciclo dipendono dalla temperatura, il metodo di raffreddamento viene scelto in base alle dimensioni e all'utilizzo del sistema. Il raffreddamento passivo ad aria è adatto alla maggior parte dei sistemi domestici, mentre per i grandi armadi batteria in ambienti caldi il raffreddamento attivo trova la sua collocazione ideale.
Accumulo di energia fotovoltaica tramite batterie con accoppiamento in corrente alternata vs. accoppiamento in corrente continua
I sistemi con accoppiamento in corrente alternata (AC) e in corrente continua (DC) descrivono il punto di connessione della batteria, e la scelta migliore dipende principalmente dal fatto che si tratti di un ammodernamento di un impianto fotovoltaico o di una nuova installazione. In un sistema con accoppiamento in corrente continua (DC), la batteria si collega sul lato DC e condivide un inverter ibrido con i pannelli. Questo riduce i passaggi di conversione ed è adatto alle nuove installazioni, ma richiede la compatibilità tra le stringhe fotovoltaiche, la tensione della batteria e l'inverter. In un sistema con accoppiamento in corrente alternata (AC), la batteria ha un proprio inverter sul lato AC. Questo lo rende la soluzione più pratica per aggiungere un sistema di accumulo a un impianto solare già in funzione, comprese le abitazioni con microinverter. Il compromesso è tra efficienza di conversione e semplicità di installazione, quindi un ammodernamento di solito privilegia l'accoppiamento in corrente alternata, mentre una nuova installazione orientata all'efficienza energetica privilegia l'accoppiamento in corrente continua. Un installatore dovrebbe confermare la scelta in base alle apparecchiature esistenti.
Cosa verificare prima di scegliere un sistema di accumulo a batteria per impianti fotovoltaici
La scelta di un sistema di accumulo a batteria per l'energia fotovoltaica si riduce a poche decisioni e specifiche, e quali siano le più importanti dipende dalla priorità data al risparmio, all'alimentazione di riserva o a entrambe. Il dimensionamento per il risparmio si basa sulla quantità di energia in eccesso che si potrebbe immettere in rete a basso costo; il dimensionamento per l'alimentazione di riserva si basa sui carichi necessari durante un'interruzione di corrente. Le famiglie che già utilizzano la maggior parte dell'energia solare prodotta traggono meno vantaggio da una batteria. Anche le tariffe a fasce orarie e i limiti di interconnessione influiscono sui calcoli, quindi è importante verificarli per tempo.
Quando si confrontano i prodotti, alcune specifiche contano più del valore numerico principale:
- Capacità utilizzabile (kWh): l'energia che si può effettivamente prelevare, che conta più della capacità nominale.
- Profondità di scarico (DoD): quanta parte della batteria è possibile utilizzare senza ridurne la durata.
- Efficienza del viaggio di andata e ritorno: quanta energia sopravvive a un ciclo di carica e scarica.
- Potenza continua e potenza di picco (kW): La potenza continua determina quanti carichi possono funzionare contemporaneamente; la potenza di picco decide se motori, pompe o condizionatori possono avviarsi.
- Durata del ciclo di vita: il numero nominale di cicli, che determina il valore a lungo termine.
- Intervallo di temperatura di funzionamento e uscita di backup (EPS): le condizioni che la batteria è in grado di sopportare e se offre un'uscita di backup dedicata.
Molti sistemi di batterie fotovoltaiche residenziali e commerciali utilizzano la chimica litio ferro fosfato (LFP) per la sua stabilità termica e la durata del ciclo. La chimica giusta dipende ancora dalla certificazione, dal clima, dallo spazio, dal ciclo di lavoro e dal budget. Un sistema deve anche soddisfare le norme di sicurezza e di rete del suo mercato, che si applicano a seconda della posizione. In Nord America, la sicurezza e la resistenza al fuoco fanno comunemente riferimento alla norma UL 9540 e al test UL 9540A per fuga termica La propagazione degli incendi, l'installazione seguono la norma NFPA 855 e l'interconnessione la norma IEEE 1547. A livello internazionale, la norma IEC 62933 disciplina i sistemi di accumulo di energia elettrica. Quanto costa un sistema di accumulo a batteria per l'energia solare? Varia notevolmente a seconda della regione e delle dimensioni ed è una questione distinta da quella relativa all'accumulo di energia fotovoltaica tramite batterie.
Conclusione
La scelta di un sistema di accumulo a batteria per l'energia fotovoltaica dipende da alcuni fattori: lo scopo dell'installazione della batteria, la sovrapposizione tra il proprio consumo e la produzione di energia, il tipo di connessione al sistema e le normative vigenti nella propria zona. La capacità dichiarata sull'etichetta è meno importante della capacità effettivamente utilizzabile e delle condizioni operative della batteria.
Ci occupiamo dell'aspetto termico dei sistemi di batterie e di accumulo di energia, e un modello emerge con chiarezza: la capacità erogabile e la durata del ciclo di vita sono strettamente correlate alla temperatura di esercizio. Una batteria scelta basandosi unicamente sulla sua potenza nominale in kilowattora può avere prestazioni inferiori alle aspettative in un ambiente caldo o scarsamente ventilato. Il modo in cui un sistema deve essere raffreddato, dimensionato e configurato dipende dal suo ciclo di lavoro, dal clima e dallo spazio disponibile, quindi è preferibile definire questi dettagli in fase di progettazione piuttosto che basarsi su una scheda tecnica.
Se hai bisogno soluzioni di raffreddamento ESS Per quanto riguarda la progettazione termica di un sistema di accumulo, siete invitati a condividere tali requisiti con il nostro team per una valutazione tecnica. Un primo passo pratico consiste nel raccogliere informazioni sul consumo annuo di elettricità, sui dettagli del vostro impianto solare e dell'inverter esistenti e sul vostro obiettivo di risparmio, di backup o di entrambi, poiché questi pochi dati sono fondamentali per la maggior parte di ciò che seguirà.
FAQ
L'accumulo fotovoltaico tramite batterie è la stessa cosa di una batteria solare?
I termini "accumulo a batteria fotovoltaico" e "batteria solare" solitamente indicano la stessa cosa: una batteria caricata principalmente da pannelli solari anziché esclusivamente dalla rete elettrica. L'espressione "accumulo a batteria fotovoltaico" sottolinea la fonte fotovoltaica.
I pannelli solari hanno bisogno di una batteria per funzionare?
I pannelli solari non necessitano di una batteria per funzionare; un impianto connesso alla rete funziona senza, esportando l'energia in eccesso nella rete elettrica. Una batteria è utile quando si desidera immagazzinare tale energia in eccesso per le ore serali, in caso di interruzioni di corrente o per evitare di acquistare in seguito energia dalla rete a prezzi elevati.
Un impianto fotovoltaico a batteria può alimentare la mia casa durante un'interruzione di corrente?
Un impianto fotovoltaico con batteria può alimentare la tua casa in caso di interruzione di corrente solo se è dotato di hardware predisposto per il backup: un inverter in grado di funzionare in isola, un gateway o un interruttore di trasferimento di backup e un circuito di carico protetto. In assenza di tali componenti, molti impianti con batteria connessi alla rete si spengono per motivi di sicurezza durante un'interruzione di corrente, quindi è fondamentale verificare la presenza di funzionalità di backup prima dell'acquisto.
È possibile aggiungere un sistema di accumulo a batteria a un impianto solare esistente?
Di solito è possibile aggiungere un sistema di accumulo a un impianto esistente, il più delle volte con una batteria accoppiata in corrente alternata dotata di un proprio inverter. La semplicità dell'operazione dipende dall'inverter attualmente in uso, dallo spazio disponibile e dalle normative locali in materia di interconnessione, pertanto è consigliabile che un installatore ne verifichi la compatibilità.
Accoppiamento in corrente alternata o in corrente continua: quale è migliore?
Nessuna delle due soluzioni è migliore in assoluto; la scelta dipende dal fatto che si tratti di un ammodernamento o di una nuova costruzione. L'accoppiamento in corrente continua (CC) è più adatto alle nuove installazioni incentrate sull'efficienza, mentre l'accoppiamento in corrente alternata (CA) è la soluzione più semplice per i pannelli già in possesso.
Di quanta capacità della batteria ho bisogno?
La quantità corretta dipende dal consumo energetico giornaliero, dalla produzione di energia solare e dalla priorità data al risparmio o al backup. Poiché questi fattori variano a seconda del luogo, il dimensionamento è un calcolo specifico per ogni progetto, non una singola cifra consigliata.
