Batterie per fotovoltaico con accumulo: prezzi e informazioni utili

31 Marzo 2023 - Redazione

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Come scegliere le giuste batterie per il fotovoltaico con accumulo e quali sono i prezzi?

Ci occupiamo di uno degli elementi più importanti di un sistema di accumulo di un impianto fotovoltaico, ovvero le batterie. Entriamo più nel dettaglio del costo delle batterie di accumulo fotovoltaico, del loro funzionamento e delle diverse tipologie che determinano le differenze non solo sul prezzo finale, ma anche e soprattutto sull’efficienza dell’impianto stesso. Un aspetto, quello delle batterie d’accumulo fotovoltaico, estremamente delicato e importante da analizzare con estrema attenzione.


 

A cosa servono le batterie per il fotovoltaico?

Iniziamo con il ricordare che le batterie per l’impianto fotovoltaico non sono il sistema d’accumulo, ma una sua parte; insomma uno dei componenti più importanti, ma non l’unico.

Sostanzialmente le batterie per il fotovoltaico servono a immagazzinare l'energia prodotta dai pannelli solari durante le ore di luce del giorno, e a utilizzarla in un secondo momento, ad esempio quando i pannelli solari non sono in grado di produrre energia, durante la notte o in caso di nuvole o pioggia.

In questo modo si ha la possibilità di raggiungere la cosiddetta indipendenza energetica, accumulando durante il giorno più energia di quella che si utilizza e, specialmente nelle ore serali, utilizzare quella accumulata nelle batterie in attesa di ricaricarle con i raggi solari del giorno successivo.

Senza le batterie l'energia prodotta dai pannelli solari può essere utilizzata solo in tempo reale, ovvero nel momento stesso in cui viene prodotta, e l'energia in eccesso viene persa. 

Le batterie per il fotovoltaico sono quindi essenziali per l'utilizzo dell'energia solare in modo efficiente e sostenibile, consentendo di ridurre la dipendenza dalle fonti di energia tradizionali e di avere una maggiore indipendenza energetica.

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Quali sono le tipologie di batterie per il fotovoltaico con accumulo presenti sul mercato?

In commercio esistono differenti tipologie di batterie per gli impianti fotovoltaici, che differiscono innanzitutto per il tipo di materiale con il quale sono realizzate e, parallelamente, per altre caratteristiche come il loro ingombro, la potenza, la durata, la resa e l’efficienza. Le batterie più comuni sono:

  1. Batterie al piombo-acido: sono le più economiche e le più comuni, ma hanno una vita utile relativamente breve e richiedono manutenzione periodica.

  2. Batterie al litio: sono più costose ma offrono una maggiore durata, un peso e un volume ridotti e non richiedono manutenzione.

  3. Batterie a flusso: utilizzano elettroliti liquidi per immagazzinare l'energia, offrono una maggiore scalabilità rispetto alle altre tecnologie e una lunga durata, ma sono ancora in fase di sviluppo e sono più costose.

  4. Batterie al nichel-cadmio: sono state utilizzate in passato ma stanno progressivamente uscendo dal mercato a causa del loro impatto ambientale negativo.

  5. Batterie al nichel-metallo idruro: sono state utilizzate soprattutto nei veicoli elettrici, ma stanno diventando sempre più diffuse anche nel settore fotovoltaico grazie alla loro elevata efficienza e alle performance elevate.

  6. Batterie al sale fuso: sono una tecnologia emergente che utilizza il sale fuso come elettrolita e sono adatte soprattutto per applicazioni di grandi dimensioni.

La scelta della batteria dipende dalle esigenze specifiche dell'utente, come la capacità di immagazzinamento, la durata, il costo e l'efficienza, ma anche dall'impatto ambientale di queste ultime.

 


 

Pro e contro delle batterie per fotovoltaico più comuni

Entriamo più nello specifico analizzando i pro e i contro di ogni tipologia di batteria per gli impianti fotovoltaici facendo un rapido confronto.

Batterie al piombo-acido: Batterie al litio: Batterie a flusso: Batterie al nichel-cadmio: Batterie al nichel-metallo idruro: Batterie al sale fuso:
Pro: economiche, facile da reperire, possono essere utilizzate in vari modi, sono resistenti e funzionano bene in climi freddi; Pro: leggere, compatte, non richiedono manutenzione, hanno una durata maggiore rispetto alle batterie al piombo-acido (circa 10 anni), maggiore efficienza e maggior sicurezza; Pro: capacità di immagazzinamento scalabile, lunga durata, manutenzione minima, resistenza alle temperature estreme; Pro: capacità di cicli di ricarica/scarica elevata, resistenza alle temperature estreme; Pro: alta efficienza, performance elevate, tecnologia utilizzata anche nei veicoli elettrici; Pro: tecnologia emergente con potenziale di crescita, adatta per applicazioni di grandi dimensioni;
Contro: hanno una vita utile relativamente breve (tra i 3 ed i 5 anni) richiedono manutenzione periodica, sono pesanti e occupano molto spazio; Contro: costose, possono richiedere un sistema di gestione della batteria per prevenire il surriscaldamento, possono essere meno performanti in climi molto freddi; Contro: tecnologia ancora in fase di sviluppo, costo elevato; Contro: impatto ambientale negativo, in via di progressiva dismissione dal mercato; Contro: costose rispetto alle batterie al piombo-acido, leggermente meno performanti rispetto alle batterie al litio; Contro: costose rispetto alle altre tecnologie, possono richiedere un sistema di raffreddament
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Come calcolare il dimensionamento delle batterie per il mio impianto?

In fase di progettazione dell’impianto fotovoltaico con sistema di accumulo è fondamentale valutare il dimensionamento delle batterie, ovvero la capacità di rispondere al fabbisogno energetico di ogni abitazione, premettendo comunque che l’impianto fotovoltaico non riesce a coprire il 100% del fabbisogno energetico annuale in quanto durante la stagione invernale l’irraggiamento solare è minore e quindi c’è meno possibilità di produrre energia.

Mediamente si può comunque raggiungere un 75% di indipendenza, che è un risultato senza dubbio notevole.

Per calcolare il dimensionamento delle batterie bisogna considerare:

  1. Consumi energetici: in ogni bolletta elettrica c’è la quantità di kWh annui consumati. Se, per esempio, una famiglia ha consumi di 3.000kWh all’anno, il 30% circa di questa energia viene consumata nel momento stesso in cui viene prodotta, mentre il restante 70% può essere coperta dalle batterie del sistema di accumulo.

  2. Carico di punta: valuta l'energia massima che si utilizza in un determinato momento della giornata, ad esempio quando vengono accesi più elettrodomestici contemporaneamente.

  3. Irraggiamento solare: la quantità di energia prodotta dall' impianto fotovoltaico dipende ovviamente dall'irraggiamento solare che viene ricevuto, per questo è importante verificare la quantità di sole a cui è soggetta la zona geografica dove effettuare l'installazione per poter valutare il rendimento dei pannelli.

  4. Temperatura: le batterie hanno un rendimento migliore a temperature moderate, quindi è importante considerare la temperatura ambiente in cui si trova l'impianto fotovoltaico.

  5. Cicli di carica e di scarica: le batterie devono fare indicativamenteun giro al giorno, ma la stima più precisa è di 320 all’anno. Se dividiamo 1200 kWh (ad esempio,quanto abbiamo bisogno dalle nostre batterie) per i 320 cicli annui, otteniamo 3.75 kWh che è il valore del modello della batteria di cui avremo ipoteticamente bisogno.

Una volta raccolte queste informazioni, è possibile utilizzare una formula per calcolare la capacità di batteria necessaria per il proprio impianto fotovoltaico. La formula è la seguente:

Capacità della batteria = (Consumo giornaliero x Giorni di autonomia) / (Tensione della batteria x Efficienza del sistema)

Dove:

  • Consumo giornaliero: l'energia elettrica necessaria per alimentare i tuoi elettrodomestici e luci quotidianamente;

  • Giorni di autonomia: il numero di giorni per cui desideri che il tuo impianto possa funzionare senza essere ricaricato. In genere, vengono considerati 2-3 giorni;

  • Tensione della batteria: la tensione alla quale le tue batterie operano;

  • Efficienza del sistema: l'efficienza complessiva del tuo sistema fotovoltaico, compreso il carico, il regolatore di carica e l'inverter;

Il risultato ottenuto sarà  la capacità della batteria necessaria per il proprio impianto fotovoltaico; è importante considerare comunque che non esistono batterie di ogni taglio, di conseguenza bisognerà procedere con un’approssimazione; il consiglio è quello di eccedere e acquistare batterie che coprano un fabbisogno maggiore di kWh.

Quali sono le migliori batterie per accumulo fotovoltaico

In commercio esistono tantissime versioni e tipologie di batterie per il sistema di accumulo dell’impianto fotovoltaico. Tra le migliori suggeriamo:

  • LG CHEM RESU: è la miglior batteria al litio per edifici residenziali e assicura una buona resa anche dopo dieci anni di utilizzo;
  • TESLA Powerwall: è la batteria con una maggiore profondità di scarico ed è quella che assicura il prezzo migliore al kWh.
  • Huawei Luna 2000: è una batteria con un’ottima profondità di carica e una bassa rumorosità, particolarmente indicata a livello residenziale.

C'è inoltre da dire che le batterie al vanadio-redox sono una delle tecnologie più avanzate per l'accumulo fotovoltaico, caratterizzate da una lunga durata di vita e da un'elevata efficienza, ma anche da un costo molto elevato.

La scelta della migliore tecnologia di batterie dipende dalle esigenze specifiche dell'impianto fotovoltaico e dal budget disponibile; le batterie al litio-ferro-fosfato sono spesso considerate una buona scelta per il loro equilibrio tra efficienza, durata di vita e prezzo, ma è importante valutare attentamente le specifiche tecniche delle batterie e confrontarle con le proprie esigenze per fare la scelta migliore.

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Dove vanno posizionate le batterie del fotovoltaico?

Un aspetto molto importante nella scelta delle batterie per il sistema di accumulo fotovoltaico è quello relativo al loro posizionamento. Parliamo di dispositivi spesso ingombranti e pesanti che devono essere collegati correttamente all’impianto ed essere posti nelle condizioni di lavorare in sicurezza e massima efficienza; le batterie del sistema fotovoltaico possono essere posizionate in diversi luoghi, ma di solito vengono installate vicino all'inverter, che converte la corrente continua prodotta dai pannelli solari in corrente alternata utilizzabile per alimentare i carichi domestici.

In generale, le batterie del fotovoltaico devono essere posizionate in un luogo fresco e ben ventilato, lontano dalla luce solare diretta e dalle fonti di calore, ma è importante che siano protette dagli agenti atmosferici e che siano facilmente accessibili per le operazioni di manutenzione.

Oltre all’ingombro poi c’è spesso anche il problema legato alla rumorosità, motivo per cui la collocazione più indicata è quella in un apposito box  di protezione, con adeguata ventilazione per evitare il surriscaldamento e con sistemi di sicurezza per evitare cortocircuiti o esplosioni. In alcuni casi, le batterie possono essere installate anche all'esterno, ma in questo caso devono essere protette da un involucro resistente alle intemperie.

Ovviamente la posizione esatta delle batterie dipende dalle esigenze specifiche del sistema fotovoltaico e dalla disponibilità di spazio nella casa o nel giardino. È importante consultare un professionista esperto nel settore per determinare la posizione ideale delle batterie nel proprio caso specifico.


 

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