I costi energetici sono significativamente abbattutti da un impianto fotovoltaico correttamente dimensionato
in relazione alla quantità di energia prodotta e istantaneamente consumata.
Quanto maggiore sarà l'energia direttamente auto-consumata nel momento stesso
della produzione tanto più ci sarà una sensibile diminuzione della spesa energetica.
Tuttavia, specie in ambito residenziale, è noto che la maggior parte dei consumi avviene nelle ore
serali e notturne. Accade quindi che una ottima percentuale di energia prodotta non venga
autoconsumata e perciò immessa in rete. Mediamente l'autoconsumo annuale per un impianto fotovoltaico residenziale
correttamente dimensionato rispetto ai propri consumi si attesta dal 30% al 40% dell'energia prodotta complessivamente dall'impianto.
L'energia immessa in rete può essere valorizzata economicamente attraverso il meccanismo dello
scambio sul posto (SSP)
, ovvero un rimborso compensativo che ripaga l’utente per l’energia che ha immesso in rete.
La remunerazione è pari al prezzo di mercato dell’energia più il rimborso di parte dei servizi di rete: distribuzione, dispacciamento ed alcuni oneri generali di sistema.
Non vengono rimborsate le imposte.
Mediamente il rimborso dell'energia scambiata con la rete si attesta intorno ai 0,10-0,13 €/kWh.
Mentre si autoconsuma l'energia prodotta invece l'utente risparmia il costo totale del kWh
previsto dal proprio operatore elettrico, che si attesta intorno ai 0,22-0,30 €/kWh.
E' chiaro quindi che la massima remunerazione si ottiene grazie all’ autoconsumo.
Al fine di aumentare notevolmente la percentuale di energia autoconsumata è possibile dotarsi di un sistema di energy storage,
ossia di un sistema di batterie o accumulo elettrochimico. I sistemi di accumulo
immagazzinano l’energia autoprodotta e in eccesso rispetto a quanto richiesto per poi rilasciarla automaticamente quando richiesta.
Dimensionando correttamente l'impianto fotovoltaico e il sistema di accumulo
è possibile ottenere elevatissime percentuali di autoconsumo.
E' chiaro che soltanto attraverso una buona progettazione, valutanto correttamente il rapporto costi/benefici,
potrà essere correttemente scelto l'idoneo sistema di accumulo in base al propri consumi energetici.
Il corretto dimensionamento dell'impianto fotovoltaico e del sistema di accumulo esula ovviamente dalle
finalità di questo articolo.
Di seguito invece viene illustrato, da un punto di vista concettuale, il funzionamento di un sistema di accumulo per impianti fotovoltaici.
Generalità sui sistemi di accumulo
Gli attuali sistemi di storage commerciali sono estremamente evoluti e gestiscono in modo automatico e intelligente tutti i flussi di
energia proveniente dai moduli fotovoltaici o immagazzinata nelle batterie di accumulo.
Per esemplificare il concetto si osservino le due figure seguenti, che rappresentano due screenshot del sistema di monitoraggio
relativo a impianti fotovoltaici effettivamente realizzati dotati di sistemi di accumulo intelligenti:
Questo primo screenshot rappresenta il sistema di monitoraggio di un impianto fotovoltaico dotato di sistema di accumulo intelligente durante
le ore diurne: nell'esempio considerato (a una certa ora del giorno) la produzione dell'impianto fotovoltaico è di 3,54 kW mentre l'abitazione
(ovvero il carico) richiede in quel determinato istante 1,11 kW di assorbimento. Questo vuol dire che ci sono circa (3,54-1,11)=2,43 kW che,
in assenza di sistema di accumulo, sarebbero immessi in rete ed eventualmente remunerati con il meccanismo dello scambio sul posto.
In presenza invece di un sistema di accumulo smart, come si può osservare dalla figura, l'energia in eccesso viene (in gran parte) utilizzata
per caricare le batterie, mentre solo quella effettivamente in eccesso (0,43 kW) viene immessa in rete:
l'energia imagazzinata dalle batterie verrà poi utilizzata, in maniera ovviamente automatica, per alimentare il
carico domestico durante le ore serali/notturne oppure durante il giorno in determinati momenti in cui il carico può richiedere un'energia
maggiore di quella prodotta istantaneamente dal fotovoltaico.
Nella figura seguente è esemplificato il concetto di cui sopra: durante le ore notturne, in cui l'impianto fotovoltaico non produce,
l'energia imagazzinata in eccesso nelle batterie durante il giorno viene rilasciata per alimentare i carichi, in maniera da non assorbire
elettricità dalla rete elettrica nazionale.
Un corretto dimensionamento dell'impianto fotovoltaico e del sistema di accumulo in base ai propri consumi permette di ottenere un sensibilissimo
risparmio in bolletta, che può arrivare a coprire il 100% dei costi dell'energia elettrica a prezzi decisamente competitivi e con un tempo
di ritorno dell'investimento estramemente interessante.
Tipologia dei sistemi di accumulo
E' possibile, sommariamente, dividere i sistemi di accumulo in:
Sistemi di Accumulo "lato produzione" o "lato DC"
Sistemi di Accumulo "post produzione" o "lato AC"
Cerchiamo, da un punto di vista concettuale, di capire le differenze delle due tipologie installative, osservando le seguenti figure:
Nell'installazione "lato DC" (detta a volte anche "lato CC") il pacco batterie viene installato tra l'impianto fotovoltaico e l'inverter (che converte l'energia in corrente continua
prodotta dai pannelli in energia in corrente alternata a 50 Hz utile per alimentare i nostri carichi). In questo caso il sistema di storage
è parte integrante dell'impianto fotovoltaico. In questa tipologia installativa, naturalmente, l'inverter e il pacco batterie (che possono
chiaramente essere di produttori diversi) devono essere necessariamente compatibili. Il cliente quindi avrà due garanzie, una
del produttore dell'inverter, un'altra del produttore delle batterie.
Nel caso il pacco batterie è a sua volta integrato all'interno dell'inverter si parla di accumulo "lato DC All in One".
L’inverter che gestisce lo storage e la produzione di energia da fotovoltaico è un’unica macchina.
Nel sistema di storage all-in-one un unico produttore ha sviluppato (o integrato) sia l'inverter che il pacco batterie che
il sistema di gestione intelligente e quindi fornisce la garanzia dell'intero sistema.
Nella configurazione "lato AC", invece, il pacco batterie e il sistema di gestione dell'energia accumulata sono installati dopo l’inverter del fotovoltaico,
cioè sul lato in corrente alternata (AC).
La differenza sostanziale rispetto alla tipologia "lato DC" è che il sistema di storage è "indipendente" dall'impianto fotovoltaico:
ci sono due inverter, uno che gestisce l'impianto fotovoltaico, un'altro che gestisce il sistema di accumulo. Anche in questo caso
l'inverter e il pacco batteria può essere sviluppato da un unico produttore e si parla di sistema "lato AC All in One".
La configurazione "lato AC" può essere facilmente implementata su impianti fotovoltaici esistenti perchè è indipendente
dalla configurazione dell'impianto fotovoltaico.
D'altro canto, almeno in linea di principio, i sistemi "lato AC" dovrebbero essere meno efficienti di quelli "lato DC" poichè
l’inverter che gestisce le batterie di accumulo e l'inverter che gestisce la produzione di energia da fotovoltaico sono macchine
distinte. Su questo punto, però, c'è da rilevare che l'ingresso sul mercato del fotovoltaico di colossi quali TESLA e VARTA ha
praticamente annullato la differenza di efficienza tra i due sistemi.
La scelta di una tipologia installativa rispetto ad un'altra dovrà quindi basarsi essenzialmente su fattori tecnico-economici.