Impianto Fotovoltaico ad Accumulo Prezzi e Funzionamento

Il massimo in termini di autosufficienza energetica è rappresentato da un impianto fotovoltaico con accumulo, un sistema off-grid sconnesso dalla rete elettrica. Costa un po’ di piú rispetto ad un sistema standard connesso alla rete, possiamo spendere circa 12000 euro con sistema di batterie da 7.2 kWh e potenza di 3 Kwp.

come è composto un impianto fotovoltaico con accumulo

Un sistema fotovoltaico con accumulo è composto da:

• moduli fotovoltaici
• inverter
• regolatore di carica
• cavi e contatori
• batterie

Un banco di batterie per fotovoltaico è quello che fa la differenza e fa ovviamente lievitare i costi. E’ necessario per immagazzinare energia e alimentare le utenze durante il giorno e la notte quando i moduli fotovoltaici non producono.

Questi sistemi possono anche essere visti come un ‘ “alimentazione di riserva” da un generatore (alimentato solitamente a benzina, gas o nafta).

Funzionamento fotovoltaico con accumulo

Tutto il sistema passa attraverso le batterie; non alimenta la casa direttamente dall’array. Le batterie sono caricate da corrente continua dall’array e sono monitorati e controllati da un dispositivo chiamato “regolatore di carica“.

La carica della batteria viene convertita in AC (attraverso a inverter DC–AC) prima di alimentare la casa.

Possiamo anche realizzare un sistema (on-grid) connesso alla rete elettrica combinato con batterie in modo tale che l’energia prodotta dai moduli PV carichi le batterie e alimenti le utenze quando c’è un eccesso di produzione elettrica.

Quando la casa ha bisogno di più energia può prelevarla dalla rete o dalle batterie. Quando la rete si interrompe, le batterie forniscono energia a carichi critici .

Questo ti consente di usare elettrodomestici come il frigorifero, l’illuminazione, i computer ecc.

Le batterie in genere non alimentano l’intera casa, poiché ciò richiederebbe un banco più grande e più costoso. Diciamo che possiamo arrivare a coprire il 75% del fabbisogno energetico della casa.

I sistemi collegati alla rete con batteria di riserva sono relativamente complessi,
tecnicamente sofisticati e costosi, costano molto di più rispetto a un sistema grid-tied standard.

Ci sono due tipi principali di sistemi di accumulo fotovoltaico con batteria:

• accoppiati in CC (corrente continua)
• accoppiati in CA (corrente alternata)

i sistemi CC sono lo standard storico, mentre i sistemi accoppiati in AC stanno
diventando più comuni e sono l’unico tipo consentito da alcuni
società di servizi pubblici, perché rendono più facile tracciare la produzione solare.

Un paio di note importanti sui sistemi grid-tied con
batteria di riserva:

•  Data la complessità di questi sistemi, è meglio rivolgersi a dei profesionisti per la progettazione e l’installazione del sistema.
• È possibile aggiungere batterie a un sistema collegato alla rete esistente, a seconda del tipo e del design del sistema. Se installi un sistema standard collegato alla rete e di tanto in tanto decidi che desideri una batteria di riserva, puoi facilmente aggiungere i componenti in un secondo momento tempo, a condizione che si utilizzi una configurazione accoppiata in c.a.

Come dimensionare le batterie per fotovoltaico ad accumulo

Quando si dimensiona un sistema fotovoltaico ad accumulo il primo compito è quello di definire i bisogni energetici dell’edificio. Un progettista di sistemi userà queste informazioni insieme alla latitudine, ai dati meteorologici, all’efficienza dei moduli fotovoltaici ad altri fattori per determinare quanta energia è necessaria per le esigenze degli impianti che si dovranno alimentare (famiglia, ufficio, impresa ecc).

Usando questo metodo, il progettista può progettare un sistema di energia con batteria che permette di sfruttare i periodi di utilizzo di picco, così come fornire energia elettrica di notte o se c’è un’interruzione elettrica.

Prima di ottenere le dimensioni delle batterie fotovoltaiche, è importante avere le reali necessità in termini di energia che devono garantire. Se si ha bisogno di immagazzinare energia durante i giorni di cielo coperto, o se c’è l’esigenza di alimentare carichi durante la notte o nei giorni di pioggia.

Prima di procedere con i calcoli dobbiamo fare un riepilogo sulle batterie fotovoltaiche che si utilizzano nei sistemi di accumulo. Le batterie di ultima generazione sono quelle agli ioni di litio, le stesse che si usano nei nostri dispositivi elettronici, ad esempio smartphone e laptop.

Tesla con la sua Powerwall, ma anche LG Chem e Sonnen sono tra i principali produttori di sistemi si accumulo per impianti fotovoltaici. Ci sono vari tipi di tagli di sistemi che vengono venduti.

 

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Tesla propone una batteria da 13,5 kWh con potenza di picco di 7 Kwh.  Lg CHEM ha sistemi in bassa tensione 48V da 3,3 – 6,5 – 10 kWh. 

Ci sono anche batterie meno costose, ma meno efficienti e di durata piu’ limitata al piombo-acido monoblocco, piombo-acido al gel, piombo-acido assorbito in fibra di vetro e Nickel metal idrato.

Ci sono software che aiutano a determinare il miglior dimensionamento delle batterie e per estensione del vostro impianto fotovoltaico. Questo approccio si basa su una semplice regola: il 10 % dell’energia prodotta durante il giorno deve essere trattenuta in modo da garantire un funzionamento autonomo durante la notte. Per esempio, 100 kWh di consumo giornaliero corrispondono a circa 10 kWh per ogni 10 giorni senza luce solare.

Il calcolo della capacità di accumulo è essenziale per identificare il numero e la capacità dei moduli fotovoltaici, tenendo conto del consumo energetico di tutti i sistemi. Per calcolare la capacità di accumulo, possiamo utilizzare due metodi diversi:

• mediante grafici (utilizzando un software per computer)
• applicando una formula.

 

La profondità di scarica (Depth Of Discharge – DOD) gioca un ruolo importante nel dimensionamento delle batterie perché i sistemi di accumulo devono essere calcolati in base alla quantità effettiva di stoccaggio di energia utilizzabile. Ad esempio:

• 80% DoD = 3,5 kWh x 0,8 = 2,8 kWh
• 90% DoD = 3,5 kWh x 0,9 = 3,1 kWh
• 100% DoD = 3,5 kWh x 0,1 = 3,5 kWh

Il passaggio più importante durante il dimensionamento di un sistema di batterie consiste nel determinare la quantità richiesta o desiderata di accumulo di energia, il più delle volte utilizzando una misura di kWh al giorno.

Il valore minimo di kWh al giorno può essere calcolato in base alla potenza e all’autonomia di tutti i potenziali carichi che devono essere supportati dal sistema. Da lì, la dimensione della batteria può essere regolata a seconda che il sistema sia destinato ad un uso quotidiano oppure ad un sistema che deve fornire energia solo in caso di blackout o per determinate ore.

Dimensionamento batterie fotovoltaico impianto 3 Kwp

Ipotizzando un impianto da 3 Kwp con un consumo annuale di 4000 kilowatt, impiegando un sistema di accumulo fotovoltaico da 9 Kwh abbiamo una piena sufficienza energetica nel periodo che va da maggio a settembre, del 90% nei mesi di ottobre, marzo, aprile e dell’ 80% circa a novembre-dicembre-gennaio-febbraio.

Che moduli fotovoltaici usare

In Italia il luogo ideale per installare i pannelli fotovoltaici è un terreno o tetto esposto a sud.

In questo modo i moduli sono sono rivolti verso il sole durante le ore di punta della luce del giorno, e sono al di sopra di molto di ostruzioni che potrebbero proiettare ombre sull’array.

I sistemi fotovoltaici possono comunque produrre energia se esposti a est e
anche a ovest o sud-est, sud-ovest, ma ovviamente la produzione sarà piú bassa. Il massimo sarebbe avere un “inseguitore solare” che si muove seguendo il sole ed orientando i moduli in maniera ottimale.

Devono trovarsi a 30 gradi rispetto al piano (in inverno sarebbe meglio alzarli a 45 gradi perchè il sole è piu’ basso all’ orizzonte).

I moduli fotovoltaici se ben esposti e senza ombreggiature possono produrre da 1200 a 1300 kilowatt di energia elettrica l’anno per ogni KW di POTENZA INSTALLATO. Al sud Italia un po’ di piu’, al nord Italia un po’ di meno.

Impianto fotovoltaico ad accumulo prezzi

il costo di un sistema del genere è fortemente influenzato dal tipo e dalla potenza del pack di batterie.

Un impianto fotovoltaico senza batterie da 3 Kwp costa circa 5500 euro. Dobbiamo aggiungere le batterie. Ovviamente parliamo di batterie agli ioni di litio di ultima generazione.

Le marche piú famose sono Tesla, SONNEN, LG CHEM, HUAWEI, SAMSUNG. Il prezzo medio delle batterie fotovoltaiche al litio acquistato dalla fabbrica è di circa € 560/kWh.

Quindi un pacco batterie da 5 Kwh ha un prezzo di circa 2800 euro. Possiamo ovviamente ancora usufruire delle detrazioni fiscali del 50%.