Fotovoltaico con accumulo: quando conviene

I sistemi fotovoltaici con accumulo rappresentano una grande opportunità nell’avanzamento delle tecnologie sostenibili per il settore residenziale e industriale. Capaci di combinare l’energia solare, immagazzinando l’elettricità prodotta per un uso futuro, garantiscono una serie di vantaggi significativi.

Innanzitutto, l’adozione di sistemi fotovoltaici con accumulo riduce la dipendenza dalle fonti energetiche non rinnovabili, contribuendo alla mitigazione dei cambiamenti climatici e alla riduzione delle emissioni di gas serra. La loro installazione offre inoltre agli utenti una maggiore autonomia energetica, in quanto riduce la dipendenza dalla rete elettrica tradizionale.

Dal punto di vista economico, i sistemi fotovoltaici con accumulo consentono di ridurre i costi energetici a lungo termine, poiché l’energia solare è gratuita e inesauribile. Inoltre, gli incentivi governativi e le agevolazioni fiscali ad oggi previste rendono questo investimento ancora più conveniente.

Ma come funziona un impianto fotovoltaico con accumulo, e quali sono tutti i suoi vantaggi?

Cosa sono gli impianti fotovoltaici con accumulo?

Gli impianti fotovoltaici senza accumulo generano energia solare durante il giorno, e la utilizzano direttamente per alimentare gli apparecchi elettrici collegati. Ma, quando non c’è luce a sufficienza, gli elettrodomestici devono attingere all’energia della rete elettrica. Gli impianti con accumulo, invece, immagazzinano l’elettricità in eccesso prodotta durante le ore di luce così da ridurre la dipendenza dalla rete.

Per capire esattamente il loro funzionamento, è necessario comprendere come funzionano le singole componenti.

I pannelli solari sono composti da numerose celle fotovoltaiche, generalmente fatte di silicio. Ogni cella è costituita da due strati di silicio, uno con carica positiva e uno una carica negativa. Quando la luce solare colpisce la superficie del pannello, i fotoni (particelle di luce) vengono assorbiti dalle celle fotovoltaiche, fornendo l’energia necessaria per liberare gli elettroni dagli atomi di silicio. Gli elettroni così liberati si muovono attraverso il materiale semiconduttore, creando una corrente elettrica continua, poi inviata a un inverter che la trasforma in corrente alternata.

Il sistema di accumulo è, di fatto, una batteria per lo stoccaggio dell’energia prodotta, che consente di immagazzinare l’energia solare per utilizzarla in un secondo momento. Durante il giorno, i pannelli fotovoltaici convertono la luce solare in energia elettrica sotto forma di corrente continua, poi inviata ad un inverter che la converte in corrente alternata (necessaria ad alimentare gli apparecchi elettrici domestici o industriali). L’energia in eccesso prodotta dai pannelli solari, che non viene immediatamente utilizzata, viene immagazzinata in un sistema di batterie, che la conservano sotto forma di corrente continua. Durante i periodi di bassa produzione solare (ad esempio di notte o in giornate nuvolose), l’energia immagazzinata nelle batterie può essere convertita nuovamente in corrente alternata tramite l’inverter e utilizzata per alimentare gli apparecchi elettrici. Se le batterie raggiungono la loro capacità massima di carica, l’energia solare in eccesso può essere immessa nella rete elettrica pubblica, se il sistema è connesso alla rete, o può essere gestita in altri modi a seconda della configurazione dell’impianto.

La funzione principale dell’inverter è convertire l’energia elettrica generata dai pannelli solari, che è in corrente continua (DC), in corrente alternata (AC), che è il tipo di elettricità utilizzata nella maggior parte delle abitazioni e delle industrie. L’energia elettrica generata dai pannelli fotovoltaici sotto forma di corrente viene inviata all’inverter che, grazie ai componenti elettronici di cui è dotato, la trasforma in corrente alternata (se il sistema fotovoltaico è connesso alla rete elettrica, l’inverter deve sincronizzare la frequenza e la tensione della corrente alternata generata con quelle della rete pubblica). Non solo: l’inverter fornisce anche protezione contro sovratensioni, cortocircuiti e altre anomalie elettriche, garantendo che il sistema fotovoltaico operi in modo sicuro ed efficiente.

Il sistema di gestione dell’impianto fotovoltaico, noto anche come Energy Management System (EMS), ottimizza l’uso dell’energia prodotta dai pannelli solari, monitorando continuamente la sua quantità e misurandone corrente e tensione per determinare la potenza generata. L’EMS traccia inoltre il consumo energetico dell’abitazione o dell’azienda, registrando quanta energia viene utilizzata in tempo reale, e confronta l’energia prodotta con quella consumata: se la produzione supera il consumo, l’energia in eccesso può essere immagazzinata in batterie (se presenti) o immessa nella rete elettrica pubblica.

I vantaggi dell’impianto fotovoltaico con accumulo

Gli impianti fotovoltaici con accumulo offrono numerosi vantaggi, sia per le abitazioni residenziali che per le applicazioni industriali:

• autonomia energetica: con un sistema di accumulo, gli utenti possono immagazzinare l’energia solare prodotta durante il giorno e utilizzarla quando i pannelli non producono energia, come di notte o durante le giornate nuvolose, il che riduce la dipendenza dalla rete elettrica e aumenta l’autosufficienza energetica;
• risparmio sui costi energetici: utilizzando l’energia immagazzinata nelle batterie durante i periodi di alta domanda e di tariffe elevate, gli utenti possono ridurre significativamente i costi energetici. Inoltre, l’energia solare è gratuita dopo l’installazione iniziale dell’impianto, contribuendo a un risparmio a lungo termine;
• ottimizzazione dell’energia rinnovabile: immagazzinando l’energia in eccesso prodotta dai pannelli solari, gli utenti possono massimizzare l’uso delle fonti rinnovabili e ridurre lo spreco di energia, contribuendo così a una migliore efficienza energetica complessiva;
• riduzione dell’impatto ambientale: utilizzando energia solare e riducendo la dipendenza dalle fonti di energia fossile, gli impianti con accumulo contribuiscono a ridurre le emissioni di gas serra e l’impatto sull’ambiente;
• stabilizzazione della rete elettrica: gli impianti con accumulo possono aiutare a stabilizzare la rete elettrica, riducendo i picchi di domanda e alleviando la pressione sulla rete durante i periodi di alta richiesta. Questo può portare a una rete elettrica più affidabile e meno sovraccaricata.

Quando è consigliato installare un impianto fotovoltaico con accumulo?

Gli impianti fotovoltaici con accumulo, per via delle loro caratteristiche, sono particolarmente consigliati nelle aree con frequenti interruzioni di corrente, nelle regioni con tariffe elettriche elevate in determinate ore, e per gli utenti che consumano molta energia durante la notte. Inoltre, sono una soluzione intelligente in caso vi sia un elevato bisogno di energia, l’impossibilità di cedere il surplus di elettricità alla rete, in caso di immobili isolati dalla rete elettrica o siti in zone remote, o per impianti fotovoltaici con una certa instabilità nella produzione.

Svantaggi e considerazioni

L’installazione di un sistema fotovoltaico con accumulo è generalmente più costosa rispetto a un sistema senza batterie: le batterie agli ioni di litio, comunemente utilizzate per l’accumulo, possono infatti essere particolarmente costose, aumentando l’investimento iniziale. Inoltre, hanno durata limitata, solitamente compresa tra i 5 e i 15 anni, a seconda del tipo e dell’uso. Ciò implica la necessità di sostituirle periodicamente, aggiungendo ulteriori costi nel lungo termine. Infine, i sistemi di accumulo richiedono una gestione accurata e una manutenzione periodica per funzionare in modo ottimale. A causa dei costi iniziali più elevati, il periodo necessario per recuperare l’investimento può essere dunque più lungo rispetto a un sistema senza accumulo.

È bene sapere anche che non tutta l’energia immagazzinata nelle batterie può essere recuperata completamente, per via delle perdite di efficienza durante il processo di carica e scarica che possono variare a seconda della qualità delle batterie e del sistema di gestione dell’energia. Senza contare che, le batterie e gli altri componenti del sistema di accumulo, richiedono spazio aggiuntivo per l’installazione.

Panoramica sui prezzi degli impianti fotovoltaici con accumulo

Gli impianti fotovoltaici con accumulo hanno costi più elevati rispetto a un impianto standard, per via dell’acquisto dell’installazione delle batterie per immagazzinare l’energia elettrica prodotta ma non consumata al momento.

Il prezzo, tuttavia, dipende dal tipo di batterie (le batterie al nichel/cadmio sono meno costose, ma la loro qualità ed efficienza è nettamente inferiore rispetto a quella delle batterie al litio), dalla capacità del sistema di accumulo, da quanti cicli di carica e scarica le batterie possono supportare, e dalla loro funzionalità. In genere, considerando un impianto fotovoltaico con accumulo, bisogna considerare un costo extra di circa 4 mila euro ipotizzando di installare un sistema di accumulo da 7,1 kWh.