Accumulo fotovoltaico

Batterie da 9,6 kWh a servizio di
un impianto fotovoltaico da 6 kW

In questo articolo vediamo cosa sono la capacità e la potenza di una batteria per fotovoltaico e soprattutto come usarla al meglio per ridurre al minimo il prelievo di energia elettrica dalla rete. 

Un impianto fotovoltaico standard produce energia elettrica quando i moduli fotovoltaici sono irradiati dalla luce solare. Per molti anni noi "vecchi" operatori del settore abbiamo dovuto fare i conti con la instabilità che caratterizza il fotovoltaico: di notte niente energia verde e gratuita.

Fino al 2020, tranne rari casi, i proprietari di impianti fotovoltaici hanno sempre dovuto organizzare i loro consumi in funzione della disponibilità della fonte solare ossia consumare nelle ore diurne. Cosa non sempre facile e possibile.
Le batterie per fotovoltaico, che nella loro tecnologia oggi più utilizzata, quella alla litio, si sono diffuse in modo più commerciale proprio da quel periodo, hanno consentito di cambiare questo paradigma "liberando", l'utilizzatore di tali impianti, dalla schiavitù dell'alba ed del tramonto. 
Molti sono oggi i proprietari di impianti fotovoltaici equipaggiati con batterie di accumulo. Ma quanti ne conoscono le caretteristiche fondamentali? Se hai voglia e tempo per approfondire la tua conoscenza di base su questo componente dell'impianto fotovoltaico prenditi qualche minuto a continua nella lettura di questo post.

Batteria al litio per fotovoltaico

Le batterie di accumulo per fotovoltaico si caratterizzano, dal  punto di vista dell'utilizzatore finale,  per due parametri fondamentali:

1) Capacità
2) Potenza

Vediamoli in pratica, scusandomi fin d'ora con gli specialisti della materia (se mai qualcuno di essi legga questi miei articoli) per il linguaggio semplificato e le approssimazioni da me utilizzate. E' il prezzo da pagare per rispettare la missione che mi sono imposto, ossia divulgare, anche ai non addetti, informazioni e concetti alla base del funzionamento di oggetti ed impianti che hanno in casa.  
Possiamo pensare la batteria come un fusto contente acqua. Il volume del fusto rappresenta la capacità della batteria e l'acqua contenuta al suo interno l'energia stoccata.
La capacità di una batteria di accumulo indica la quantità di energia che può essere contenuta al suo interno. Si misura in chilovattora (kWh).

Quantità di liquido in un fusto ossia la sua capacità

Supponiamo che il fusto abbia alla base un   rubinetto che possiamo aprire gradualmente a seconda della richiesta di acqua. La richiesta di  acqua rappresenta la potenza assorbita dai   carichi collegati alla batteria. Se richiediamo   più potenza alla nostra batteria (quindi più  acqua) questa si scaricherà più velocemente   allo stesso modo in cui il fusto si svuoterà più velocemente.

La velocità con cui l'acqua esce dal rubinetto rappresenta la potenza della batteria e si misura in chilovatt (kW).
Vediamo qualche dato.

1) La capacità della batteria.

Supponiamo di avere una batteria "da 10 kWh". Vuol dire che, quando è completamente carica, contiene al suo interno una quantità di energia di 10 kWh. Sono tanti o pochi?
Dipende. Se di sera ho le luci dell'abitazione, la televisione, il computer ed il frigorifero accesi magari ho un assorbimento di meno di 1 kW di potenza. In tal caso la batteria potrà alimentare la mia abitazione per circa 8 o 9 ore (non 10 perché le batterie per fotovoltaico non vengono mai scaricate completamente).
Se oltre a questi carichi sto anche alimentando il forno, che assorbe circa 2 kW, e magari la pompa di calore, che ne assorbe altrettanti, allora sto svuotando la mia batteria con una richiesta di circa 5 kW. In tal caso la carica della batteria durerà meno di 2 ore.

2) La potenza (di scarica) di una batteria.
Così come, anche aprendo al massimo il rubinetto in fondo al fusto non riusciremo mai a svuotarlo più velocemente di una certa quantità, allo stesso modo la nostra batteria non potrà mai scaricarsi più velocemente di un certo valore che dipende dalle sue caratteristiche costruttive.
Supponiamo che il nostro impianto fotovoltaico sia equipaggiato con un sistema di accumulo con una potenza in scarica di 3 kW.
Se torniamo all'esempio precedente, nel caso iniziale che prevede solo luci, televisione computer e frigorifero tutto rimarrà come prospettato perché la batteria è effettivamente in grado di erogare 1 kW richiesto.
Ma se accendiamo anche gli altri carichi importanti dell'abitazione richiedendendo una potenza di 5 kW allora solo 3 saranno erogati dalla batteria e gli altri 2 saranno prelevati dalla rete elettrica nazionale.
Questo in mancanza di luce solare. Ovviamente nelle ore diurne la differenza di potenza necessaria potrà essere fornita direttamente dai moduli fotovoltaici.

Come usare un impianto fotovoltaico con batteria?
Ora che conosciamo qual'è la potenza di scarica del nostro sistema di accumulo possiamo anche usarlo al meglio. Infatti se vogliamo evitare, pur avendo ancora la batteria carica (l'acqua nel fusto), di prelevare energia da rete dobbiamo cercare di utilizzare in casa una potenza minore rispetto a quella di scarica della nostra batteria. E questo possiamo farlo "spalmando" su un tempo più lungo l'utilizzo dei nostri elettrodomestici.
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