Guida al dimensionamento delle batterie di accumulo di un impianto fotovoltaico

Cos’è e come si fa il dimensionamento delle batterie di accumulo di un impianto fotovoltaico. Se vuoi saperne di più sei nel posto giusto.

Quando si parla di fotovoltaico, non si deve pensare solo ai pannelli che catturano l’energia solare, ma anche al sistema di accumulo che consente di immagazzinarla. Se hai deciso di installare questa tecnologia alimentata a energia solare, hai fatto una scelta che può portare numerosi vantaggi. Tuttavia, è fondamentale considerare attentamente il dimensionamento delle batterie, in quanto questa fase incide direttamente sulla performance complessiva del sistema.

Il sistema di accumulo è composto da batterie ricaricabili che raccolgono e conservano l’energia elettrica prodotta dai pannelli solari. Ciò ti permette di sfruttare l’energia anche nei momenti di scarsa o assente illuminazione, ad esempio di notte o durante giornate nuvolose. L’accumulo ti offre quindi la possibilità di utilizzare l’energia in eccesso generata durante le ore diurne, evitando sprechi e ottimizzando l’autoconsumo.

Il corretto dimensionamento delle batterie dei pannelli fotovoltaici è cruciale: 

• se troppo piccole, rischiano di non immagazzinare abbastanza energia; 
• se troppo grandi, l’investimento potrebbe diventare poco conveniente. 

Gli accumulatori devono quindi essere in sintonia con la capacità di produzione dell’impianto, per evitare sia inefficienze che costi elevati.

In questo articolo vedremo come dimensionare le batterie di un impianto fotovoltaico, osservando metodologie e calcoli. Se desideri una consulenza personalizzata sul non esitare a contattarci: saremo felici di aiutarti a fare la scelta migliore per le tue esigenze.

SOMMARIO

• Cosa si intende per dimensionamento di un impianto fotovoltaico con accumulo?
• Perché dimensionare correttamente un impianto fotovoltaico?
• Come si fa il calcolo del dimensionamento di un impianto fotovoltaico?
• Batterie fotovoltaico: quali fattori considerare nel dimensionamento di un impianto?
• Metodi di dimensionamento di un sistema di accumulo fotovoltaico
• Sistemi di utenza in isola
• Sistemi di utenza connessi in rete
• Conclusioni

Cosa si intende per dimensionamento di un impianto fotovoltaico con accumulo?

Dimensionare un impianto fotovoltaico con accumulo consiste nell’analisi e nella configurazione delle componenti dell’impianto, perché l’energia prodotta sia adeguata ai consumi e la capacità delle batterie sia sufficiente per garantire una riserva energetica ottimale. Un impianto fv produce energia principalmente nelle ore diurne. Quindi per massimizzare l’autoconsumo, l’energia in eccesso deve essere accumulata correttamente per essere utilizzata quando serve.

Il processo inizia valutando il fabbisogno energetico dell’edificio, tenendo conto delle abitudini di consumo di chi usufruisce dell’impianto. Conoscere il profilo di consumo aiuta a stimare quanta energia è richiesta giornalmente e in quali fasce orarie. Solo dopo questa analisi potrai determinare la capacità ottimale delle batterie e garantire una certa autonomia dell’impianto.

Attraverso specifici software, poi, vengono inseriti valori come la capacità minima e massima di accumulo richiesta, che vengono elaborati per identificare il tipo di accumulatore più adatto. Una volta scelto, il sistema fornisce dettagli sulla capacità di accumulo in kilowattora (kWh), sulla potenza disponibile, sulla durata del ciclo e sul numero di batterie necessarie. 

Tutto questo conduce a notevoli vantaggi. Ne parliamo nel prossimo paragrafo.

Leggi anche: Qual è la durata delle batterie di accumulo per un impianto fotovoltaico?

Perché dimensionare correttamente un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico ben progettato e un sistema di accumulo con corretto dimensionamento comporta numerosi vantaggi, tra cui:

1. Aumento dell’autoconsumo: puoi sfruttare una percentuale maggiore di energia autoprodotta, riducendo l’acquisto di elettricità dalla rete
2. Riduzione della bolletta: meno prelievo dalla rete si traduce in un abbattimento dei costi della bolletta elettrica
3. Minore impatto ambientale: utilizzando prevalentemente energia solare, contribuisci a ridurre le emissioni di CO₂ e a diminuire l’uso di combustibili fossili
4. Rientro dell’investimento: i costi iniziali dell’impianto vengono compensati dal risparmio generato nel lungo termine, sia a livello economico che ambientale

Nel prossimo paragrafo, vedremo come calcolare correttamente il dimensionamento del tuo impianto, tenendo conto del fabbisogno energetico specifico e delle abitudini di consumo.

Come si fa il calcolo del dimensionamento di un impianto fotovoltaico?

Il calcolo del dimensionamento di un impianto fotovoltaico inizia dalla valutazione di due fattori fondamentali: 

• la capacità produttiva dell’impianto;
• il fabbisogno energetico della tua abitazione. 

La capacità produttiva dipende dalla potenza installata, che varia in base alla dimensione dei pannelli e alla loro esposizione al sole. Invece, il fabbisogno energetico rappresenta l’energia necessaria per coprire i consumi richiesti. Questo valore può essere facilmente individuato nelle bollette, ma è importante considerarlo su base annua, poiché il consumo varia stagionalmente. Ad esempio, in estate la produzione solare è più alta, mentre in inverno potrebbe essere necessario un maggiore supporto dalle batterie.

Per calcolare il fabbisogno di accumulo, sottrai la produzione energetica giornaliera dalla quantità di energia consumata quotidianamente. Questa differenza indica l’energia che il sistema di accumulo deve coprire. Ad esempio, se il consumo giornaliero è di 10 kWh e la produzione fotovoltaica giornaliera è di 7 kWh, avrai bisogno di accumulare i restanti 3 kWh per coprire i consumi notturni o in giornate di scarsa produzione. Aumentando leggermente questa capacità, potrai assicurarti che le batterie possano gestire variazioni nei consumi o nelle condizioni di produzione.

Nel caso di un impianto esistente da integrare con un sistema di accumulo, il calcolo del fabbisogno rimane simile, ma è necessario adattarlo alla produzione attuale dell’impianto.

Vediamo ora i fattori principali che influenzano il dimensionamento delle batterie di accumulo, come il tipo di abitazione, le abitudini di consumo e il clima locale.

Batterie fotovoltaico: quali fattori considerare nel dimensionamento di un impianto?

Nel dimensionamento delle batterie di un sistema di accumulo fotovoltaico, considera diversi fattori fondamentali per garantirne l’efficienza e la durata. Tra questi:

1. Capacità di stoccaggio: le batterie devono essere abbastanza capienti per immagazzinare tutta l’energia prodotta che non viene consumata subito. Di solito, per un impianto domestico, la capacità di stoccaggio necessaria varia tra i 3 kWh e i 10 kWh
2. Condizioni ambientali: le temperature estreme, sia alte che basse, possono influire sulle prestazioni delle batterie. Posizionare le batterie in un luogo protetto consente di preservarne l’efficienza operativa
3. Profondità di scarica: indica quanto una batteria può essere scaricata in sicurezza. La profondità di scarica delle batterie al piombo è intorno al 50%, mentre nelle batterie al litio può raggiungere il 75%. Questo valore è importante perché scariche profonde frequenti possono ridurre il ciclo di vita della batteria
4. Tecnologia della batteria: esistono diverse tecnologie, come le batterie al piombo-acido e quelle al litio, ciascuna con caratteristiche specifiche in termini di ciclo di vita, profondità di scarica e prestazioni. Le batterie al litio, ad esempio, hanno un ciclo di vita più lungo e una maggiore efficienza rispetto a quelle al piombo
5. Potenza nominale: rappresenta la capacità della batteria di erogare energia in un dato periodo di tempo, espressa in kW o kWh. Una potenza nominale adeguata consente alla batteria di sostenere i picchi di carico e rispondere alle esigenze energetiche dell’abitazione

Questi aspetti sono cruciali per selezionare le batterie più adatte e garantire una gestione ottimale dell’energia.

Metodi di dimensionamento di un sistema di accumulo fotovoltaico

Per avere un sistema di accumulo efficiente, è essenziale determinare la quantità di energia consumata durante le ore in cui l’impianto fotovoltaico produce energia. Questo calcolo si basa sulle seguenti fasce orarie, che rappresentano i momenti di consumo e produzione di energia:

• F1: dalle 8.00 alle 19.00, dal lunedì al venerdì
• F2: dalle 7.00 alle 8.00 e dalle 19.00 alle 23.00, dal lunedì al venerdì e dalle 7.00 alle 23.00 del sabato
• F3: dalle 23.00 alle 7.00, dal lunedì al sabato; la domenica e i festivi tutta la giornata

Per il dimensionamento delle batterie, devi calcolare il consumo degli elettrodomestici più utilizzati nelle ore serali e notturne. Una volta individuati, moltiplica il loro consumo in watt per le ore di utilizzo giornaliere stimate. Le ore migliori per utilizzare l’energia immagazzinata sono quelle della sera e della notte, ovvero le fasce F2 e F3.

La formula per il calcolo delle dimensioni della batteria dipende dalla quantità di energia che immetti in rete:

1. Se l’energia immessa in rete è maggiore dell’80% rispetto al consumo nelle fasce F2 e F3, usa questa formula: [(F2 + F3) x 0,8] ÷ 365 = capacità della batteria in Wh netti
2. Se l’energia immessa in rete è tra il 50% e l’80%, utilizza: energia immessa (in kWh) ÷ 365 = capacità della batteria in kWh netti
3. Se l’energia immessa in rete è inferiore al 50%, considera la possibilità di aumentare la dimensione dell’impianto fotovoltaico prima di pensare all’accumulo

Nel prossimo paragrafo, esploreremo le differenze nel dimensionamento di sistemi fotovoltaici on-grid e off-grid.

Sistemi di utenza in isola

Per le utenze non connesse alla rete elettrica, come abitazioni o strutture in zone remote, il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico richiede un’attenzione particolare. In questi casi, chiamati “sistemi di utenza in isola”, l’impianto deve garantire l’autonomia energetica anche nelle ore di assenza di sole, come di notte o durante giornate nuvolose. Per raggiungere questo obiettivo, è indispensabile prevedere un sistema di accumulo adeguato, costituito da batterie capaci di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso durante il giorno.

Nel dimensionare un sistema isolato, dovrai valutare sia il consumo giornaliero dell’utenza sia la capacità di accumulo necessaria per coprire i periodi senza produzione solare. Questo significa scegliere batterie con una capacità sufficiente a garantire energia continua anche nei momenti in cui l’irraggiamento solare è minimo. La scelta di un accumulo adeguato è fondamentale per assicurare un funzionamento regolare e indipendente dalla rete, evitando interruzioni nella fornitura energetica.

Sistemi di utenza connessi in rete

Per un sistema fotovoltaico connesso alla rete elettrica, il dimensionamento del sistema di accumulo richiede un approccio diverso rispetto a un impianto isolato. La connessione alla rete funge infatti come una sorta di “accumulo virtuale” che ti consente di immettere l’energia in eccesso prodotta durante le ore di massima insolazione e di prelevarla durante la notte o nei giorni nuvolosi. Questo meccanismo, noto come Scambio sul Posto, consente di valorizzare economicamente l’energia ceduta alla rete e di ottenere un rimborso per l’energia immessa. Per accedere a questa agevolazione, è necessario fare richiesta al Gestore dei Servizi Energetici (GSE).

Negli ultimi anni, grazie all’innovazione tecnologica e alle normative che regolano i sistemi di accumulo, è possibile integrare delle batterie anche negli impianti connessi alla rete. I vantaggi sono:

• economici, perché ti permettono di ridurre ulteriormente i costi energetici;
• funzionali, perché puoi accumulare direttamente l’energia prodotta per l‘uso immediato in caso di picchi di consumo o interruzioni temporanee della rete.

Se decidi di aggiungere un sistema di accumulo a un impianto già esistente, considera due fattori principali: lo spazio per ospitare il sistema e la scelta della tecnologia più adatta alle tue esigenze.

Conclusioni

Ricapitolando, il dimensionamento di un sistema di accumulo è un processo cruciale che permette di ottimizzare l’efficienza energetica di un impianto, massimizzare l’autoconsumo e garantire energia anche nei momenti in cui il sole non è disponibile. Abbiamo visto come il corretto dimensionamento dipenda da vari fattori, come il consumo energetico nelle diverse fasce orarie e la capacità del sistema di accumulo. 

Per impianti isolati, l’accumulo deve soddisfare le necessità energetiche durante la notte o in giornate nuvolose, mentre per gli impianti connessi alla rete, lo scambio di energia con la rete elettrica può essere sfruttato come un “accumulo virtuale”, riducendo i costi complessivi.

In ogni caso è essenziale effettuare una valutazione precisa dei consumi e della capacità di accumulo necessaria. Nel caso in cui l’energia immessa in rete sia significativa, le batterie fotovoltaiche possono essere dimensionate seguendo le formule specifiche, ottimizzando così il ritorno economico dell’impianto.

Se desideri installare un impianto fotovoltaico con accumulo o desideri procedere al corretto dimensionamento di un sistema esistente, ti invitiamo a contattarci per un consulto gratuito e senza impegno. Saremo felici di aiutarti a trovare la soluzione più adatta alle tue esigenze e a ottimizzare il tuo risparmio energetico.