Guida alla scelta delle batterie per il fotovoltaico

La batteria di accumulo, conosciuta anche come accumulatore solare, è l’elemento chiave di un impianto fotovoltaico. Prima di installare questi sistemi sul tetto di casa, è importante fissare bene i seguenti concetti basilari:

1. Gli accumulatori solari, o batterie per fotovoltaico, sono dispositivi in cui viene immagazzinata l’energia solare generata da un impianto. La presenza di batterie permette di ridurre la richiesta di energia dalla rete elettrica e di risparmiare sulle bollette. L’energia accumulata può essere consumata gratuitamente quando se ne ha più bisogno;
2. Esistono diversi tipi di batterie fotovoltaiche, a seconda della tecnologia utilizzata dai produttori e della loro capacità di immagazzinamento. È fondamentale conoscere le loro differenze per scegliere quelli più adatti al proprio impianto fotovoltaico. Ogni sistema infatti può avere caratteristiche specifiche;
3. L’installazione di un impianto fotovoltaico con accumulo può rappresentare un investimento significativo. Pertanto, è fondamentale valutare attentamente le proprie esigenze e il tipo di abitazione prima di prendere una decisione. 

In questo articolo dunque vedremo qual è il funzionamento di una batteria fotovoltaica, le diverse tipologie e i fattori da considerare in fase di acquisto.

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SOMMARIO

• Come funziona una batteria di accumulo per il fotovoltaico?
• Quanti tipi di accumulatori per fotovoltaico esistono?
• Come scegliere le batterie per impianti fotovoltaici?
• Come si classifica una batteria di accumulo?
• Velocità di scarica e stato di carica
• La profondità di scarica
• Conclusioni

Come funziona una batteria di accumulo per il fotovoltaico?

L’impianto fotovoltaico con accumulo rappresenta una soluzione innovativa che consente di sfruttare al massimo l’energia elettrica autoprodotta dai pannelli solari. Vediamo in dettaglio come funziona questo sistema:

1. L’energia elettrica autoprodotta, ma non immediatamente utilizzata, viene immagazzinata all’interno delle batterie per impianti fotovoltaici. Ciò permette di conservarla per un utilizzo successivo, in base alle necessità;
2. Grazie al sistema di accumulo collegato ai pannelli solari è possibile alimentare le utenze e i dispositivi elettrici in condizioni di luce scarsa, ad esempio di notte o quando piove;
3. L’impianto fotovoltaico produce energia elettrica attraverso i pannelli solari, che catturano la luce solare, e l’inverter, che converte questa energia in corrente alternata;
4. Quando i pannelli producono più energia di quella richiesta, l’eccesso viene accumulato nelle batterie. Inizia quindi un ciclo di carica e scarica degli accumulatori, che forniscono energia quando la richiesta domestica supera la produzione dei pannelli;
5. Nel caso in cui le batterie raggiungano la capacità massima di carica e i pannelli continuino a produrre energia, l’eccesso viene immesso nella rete elettrica pubblica. Questo processo contribuisce allo scambio sul posto, consentendo di valorizzare l’energia in eccesso tramite compensazione o remunerazione.

Il cuore di un sistema di accumulo sta nella gestione ottimale dell’energia prodotta dai pannelli solari. L’energia infatti può essere indirizzata verso la rete domestica per il consumo immediato, verso le batterie per l’accumulo o verso la rete pubblica.

Questa gestione intelligente massimizza l’utilizzo dell’energia autoprodotta e ottimizza l’efficienza complessiva del sistema.

Leggi anche: Come funzionano i pannelli fotovoltaici e quando installarli?

Quanti tipi di accumulatori per fotovoltaico esistono?

Esistono diverse tipologie di batterie utilizzate negli impianti fotovoltaici. Ognuna di esse presenta caratteristiche specifiche in termini di efficienza, costo e durata. Possiamo individuare tre grandi tipologie di batterie:

• al piombo-acido: ce ne sono di diverso tipo, tra cui i più comuni sono l’AGM, i Monoblock sigillati al gel o al carbone. Possono essere scaricate fino al 50% della loro capacità;
• al litio: in particolare le batterie agli ioni di litio sono una tecnologia più recente che offre maggiore efficienza e una vita più lunga rispetto alle batterie al piombo. Possono essere scaricate fino al 75% della loro capacità;
• supercondensatori: noti anche come condensatori a doppio strato o ultracapacitori, sono dispositivi di stoccaggio caratterizzati da una capacità di immagazzinamento di energia molto elevata. Infatti possiamo scaricarle al 100%.

Nella scelta della batteria per un impianto fotovoltaico, è importante considerare la capacità, la potenza e il numero di cicli specificati dal produttore. Questi aspetti influenzeranno l’efficienza e la durata dell’accumulatore.

Come scegliere le batterie per impianti fotovoltaici?

La scelta delle batterie per impianti fotovoltaici dipende da diversi fattori che è importante prendere in considerazione. I principali sono i seguenti:

1. La capacità delle batterie indica la quantità di energia che possono accumulare ed erogare. È importante valutare le proprie esigenze energetiche e scegliere una batteria con la capacità adeguata (espressa in kWh);
2. La corrente di carica e scarica espressa in Ampere (A) è la quantità di corrente con cui si possono caricare le batterie oppure rilasciare; 
3. Il numero di cicli di carica/scarica che l’accumulatore può sopportare senza perdere le sue specifiche prestazioni ci permette di sapere qual è la durata e l’affidabilità della batteria nel tempo.

Per prima cosa però bisogna saper leggere l’etichetta apposta su ciascun dispositivo a partire proprio dalla sua classificazione.

Come si classifica una batteria di accumulo?

Si utilizza la C per indicare la capacità di erogare energia in un arco temporale. Se il numero viene posto dopo la lettera C si intende la capacità di scarica in 5, 10 o 20 ore. Per esempio, una batteria al piombo da 110 ampere ore si intende in C20: cioè la batteria da 110 A si scarica in 20 ore.

Riepilogando, in relazione alla capacità, la C si riferisce al tempo espresso in ore necessario per estrarre la corrente dall’accumulatore. Quindi, se sulla batteria è indicato 106Ah/C20 posso estrarre 106 A in 20 ore.

Se invece il numero viene collocato prima della C si riferisce al regime di scarica e carica. Cioè la corrente con cui posso caricare o scaricare la batteria. Per una batteria di 100 A posso prelevare: 

• 5C = 500 A;
• 1C = 100 A;
• 0,5C = 50 A;
• e così via.

Sulle batterie al piombo la corrente di carica e scarica non deve mai superare i 0,2 C. Sul litio si può arrivare a 0,5 C, infine sui supercondensatori addirittura 1C. 

Vediamo ora altri elementi utili alla scelta di un accumulatore.

Velocità di scarica e stato di carica

Ogni tecnologia ha una sua capacità di scarica o carica. La capacità sul piombo diminuisce a seconda della velocità di carica o scarica. 

Per esempio, se da una batteria da 100 A/h prelevo una capacità di energia importante, diciamo 3C (3 volte la corrente nominale) ho una riduzione della sua capacità al 10%. Sul litio questo problema inizia a non esserci più, mentre sui supercondensatori è totalmente assente. 

Lo stato di carica, invece, indica la percentuale in relazione alla carica della batteria. Questo è però lo strumento meno affidabile per indicare lo stato dell’accumulatore perché ha un grande margine di errore. Inoltre, nel caso delle batterie al litio, abbiamo a che fare con un elettrolita che non si comporta sempre allo stesso modo. Ciò influisce anche sui cicli di ricarica.

La profondità di scarica

La profondità di scarica indica quanto la batteria è vuota. Ovvero l’esatto opposto dello stato di carica. Il punto è che ciascuna tecnologia, a meno che non stiamo parlando di supercondensatori, può essere scaricata solo parzialmente:

1. se sono al piombo: non più del 50% della sua capacità nominale;
2. se sono a litio: non più del 75%.

Ogni volta che scarichi la batteria integralmente la danneggi. Avrai certamente sentito dire che, per prolungare la sua vita, bisogna far scaricare la batteria del portatile o dello smartphone totalmente. 

Voglio sfatare un mito: questa è la più grande sciocchezza che si possa dire e ti spiego subito perché.

Se hai un accumulatore per fotovoltaico al piombo da 100 A/h puoi scaricare solo la metà della sua capacità, quindi 50 A/h. Quando hai scaricato più del 50% della sua capacità, la batteria al piombo ha compiuto un ciclo erodendo volta per volta la sua vita complessiva.

Questo grafico ti fa capire esattamente cosa accade ciclo dopo ciclo. Scaricando una batteria al piombo:

• all’80% non hai più di 400 cicli;
• al 50% hai circa 600 cicli;
• oltre il 30% hai 1500 cicli.

Con il piombo infatti si innescano delle azioni chimiche irreversibili. Lo zolfo si lega al piombo quando si scarica la batteria e si formano dei cristalli di solfato di piombo sulle lamelle. Si creano cioè dei cristalli di sale che diventano sempre più grandi, man mano che fai cicli di carica e scarica. 

Il solfato di piombo inizia a isolare gli elettrodi della batteria. Questo processo irreversibile di solfatazione degrada la capacità dell’accumulatore, per cui non hai più la corrente iniziale. Una volta scaricata va immediatamente ricaricata, altrimenti i cristalli di sale diventano sempre più grandi finché non sei costretto a buttare la batteria.

Per il litio invece il numero di cicli si piazza tra i 5000 e i 6000, ma cambiano le profondità di scarica. Vedremo nel dettaglio le differenze tra queste due tecnologie in un altro articolo di approfondimento.

Conclusioni

Scegliere le batterie per un impianto fotovoltaico è una decisione fondamentale che influenzerà l’autonomia energetica e l’efficienza complessiva del sistema. In questa guida abbiamo esplorato le diverse tipologie di accumulatori, come le batterie al piombo e le batterie agli ioni di litio, con i loro vantaggi e limitazioni. 

È importante però valutare attentamente le proprie esigenze energetiche, considerando capacità di accumulo di energia, corrente di carica e scarica e durata di questi dispositivi. Le batterie al piombo per il fotovoltaico infatti hanno sicuramente prezzi più vantaggiosi, sebbene abbiano una capacità di scarica limitata e una durata più breve. 

Al contrario, le batterie agli ioni di litio garantiscono un’elevata efficienza e una vita più lunga, sebbene a un costo maggiore, mentre i supercondensatori rappresentano lo stato dell’arte della tecnologia di accumulo.

La scelta finale dipenderà dalle priorità individuali e dal budget disponibile. Ricorda comunque di consultare esperti del settore e valutare attentamente le specifiche tecniche dei prodotti per acquistare la batteria di accumulo migliore per il tuo impianto fotovoltaico. 

Soltanto così puoi massimizzare l’utilizzo dell’energia autoprodotta, garantendo l’indipendenza energetica e una riduzione dei costi a lungo termine.

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