SCHEMA DELL’IMPIANTO FOTOVOLTAICO CON ACCUMULO

L’energia solare è una risorsa rinnovabile che può essere catturata e convertita in elettricità attraverso i pannelli fotovoltaici. La produzione di questo tipo di energia, tuttavia, è strettamente legata alla disponibilità di luce solare, il che rende necessario trovare soluzioni per immagazzinare l’energia durante i periodi di sovrapproduzione e utilizzarla quando il sole non è sufficientemente forte. Qui entrano in gioco gli impianti fotovoltaici con accumulo.

Cerchiamo di esplorare nel dettaglio lo schema di un impianto fotovoltaico con accumulo, i suoi componenti chiave ed il funzionamento complessivo del sistema. Infine, scopriamo quali sono i vantaggi derivanti da questa tecnologia. 

Lo schema tipo di un impianto fotovoltaico con accumulo.

Caratteristiche del modello di impianto stand alone

Per schema di impianto fotovoltaico con accumulo s’intende una rappresentazione precisa e puntuale del modello di funzionamento degli impianti di produzione di energia elettrica attraverso pannelli fotovoltaici dotati di sistemi di storage.

Grazie alla tecnologia degli impianti con accumulo (o impianti stand alone), l’energia generata dal sistema fotovoltaico che non può essere immediatamente utilizzata viene immagazzinata nelle batterie e destinata all’utilizzo futuro.

Essere a conoscenza di ogni singolo componente dello schema elettrico di un impianto fotovoltaico con accumulo consente di comprendere come viene utilizzata l’energia prodotta e come viene immessa nei sistemi di storage in modo da evitare sprechi nei momenti in cui l’impianto non è in funzione o non vi è luce solare sufficiente per “alimentare” l’impianto.

Pertanto, le componenti chiave dello schema di un impianto fotovoltaico con accumulo sono le seguenti:

• moduli fotovoltaici, ovvero le componenti deputate alla conversione dell’energia solare in energia elettrica a corrente continua;
• inverter, che trasformano la corrente continua in corrente alternata;
• sistema di accumulo, vere e proprie batterie integrate o esterne che permettono di immagazzinare l’energia generata dall’impianto ottimizzando così la produzione ed i consumi di elettricità; 
• contatori, elementi deputati alla misurazione dell’energia prodotta e scambiata con la rete, tenendo traccia dell’energia immessa e di quella prelevata.

Sfruttando uno schema di collegamento dell’impianto fotovoltaico con accumulo ben funzionante, l’energia eccedente diventa un prezioso serbatoio da sfruttare quando non vi è irradiazione solare, come nelle ore serali. Sebbene questa soluzione non elimini completamente la necessità di prelevare energia dalla rete elettrica pubblica, porta con sé il grande vantaggio di ridurre la dipendenza dell’utente da quest'ultima.

Più nello specifico, l’installazione di impianti fotovoltaici dotati di sistemi di accumulo permettono di utilizzare fino all’80% di energia autoprodotta, il che implica un livello di indipendenza dalla rete considerevole rispetto alle percentuali di autoconsumo (30-40% circa) raggiungibili mediante un impianto privo di sistemi di storage.

Funzionamento dello schema di collegamento dell'impianto fotovoltaico con accumulo

Generalmente, lo schema di impianto fotovoltaico con accumulo per la produzione, uso e conservazione di energia comprende i seguenti passaggi fondamentali: 

• assorbimento delle radiazioni solari e conversione della corrente: il primo passaggio che permette al sistema di funzionare e trasformare l’energia solare in energia elettrica implica, naturalmente, l’assorbimento delle radiazioni solari dei pannelli fotovoltaici. L’energia prodotta dai pannelli solari arriva inizialmente sotto forma di corrente continua (CC) che, per essere utilizzabile per le applicazioni domestiche o industriali, deve essere convertita in corrente alternata (CA). Tale compito è affidato all’inverter, in grado di trasformare l’energia in CC in energia CA, rendendola compatibile con le esigenze degli utenti;
• utilizzo istantaneo: l’energia appena convertita può essere utilizzata direttamente per alimentare le esigenze energetiche dell’utenza al momento della produzione;
• accumulo nell’unità di storage: se l’energia prodotta è in eccesso rispetto al fabbisogno immediato, può essere immagazzinata nell’apposita unità di accumulo;
• prelievo dall’unità di storage: quando c’è un deficit di energia, ad esempio durante la notte o in caso di alta richiesta energetica, l'energia immagazzinata nella batteria può essere prelevata per soddisfare le esigenze dell’utenza. Ciò garantisce un approvvigionamento energetico costante anche quando il generatore fotovoltaico non è attivo;
• immissione in rete (se applicabile): se l’unità di accumulo è completamente carica ed è presente un surplus di energia, è possibile immettere l’energia restante nella rete elettrica pubblica. Questo processo, chiamato “scambio sul posto” permette agli utenti di ricevere crediti o rimborsi per l’energia immessa.

In fase di realizzazione del modello dell’impianto è anche possibile integrare i pannelli solari con una stazione di ricarica per veicoli elettrici (wallbox), così da sfruttare appieno i benefici dell’autoconsumo energetico. In questo caso, lo schema dell’impianto fotovoltaico con accumulo e wallbox prevede l’aggiunta di un sistema di ricarica personale da installare in garage o in giardino, il che consente di soddisfare non solo il fabbisogno energetico per le utenze domestiche, ma anche l’esigenza di alimentare il trasporto personale attraverso l’impianto personale.

Durante tutto il processo di produzione, uso, storage ed eventuale immissione nella rete pubblica, è importante un accurato monitoraggio e controllo dello schema di collegamento dell’impianto fotovoltaico con accumulo. Ciò include la supervisione dei pannelli solari, dell’inverter e dello stato delle batterie per garantire un funzionamento efficiente. Eventuali ombreggiamenti o malfunzionamenti devono essere rilevati e gestiti per evitare danni all’installazione.

Tipologie di schema di impianto fotovoltaico con accumulo

Esistono diverse tipologie di schema di collegamento dell’impianto fotovoltaico con accumulo, ciascuna con i propri vantaggi e svantaggi in termini di costo, complessità ed efficienza. Di seguito sono riportate le configurazioni possibili:

• sistema di accumulo lato DC (anche chiamato lato CC o lato produzione): tale configurazione prevede l’installazione della batteria di accumulo tra l’inverter (che consente di trasformare l’energia a corrente continua in corrente alternata) e il sistema fotovoltaico. Secondo questa modalità d’installazione, dunque, è possibile sfruttare un unico inverter deputato alla gestione sia della produzione di energia da fonte solare che dello storage;
• sistema di accumulo lato AC (o lato post produzione): in questa configurazione, è prevista l’installazione di due inverter, uno deputato alla gestione del fotovoltaico e un’altro alla gestione dell’accumulo di energia. Secondo questo schema, il dispositivo di storage viene installato dopo l’inverter del fotovoltaico, ovvero sul lato a corrente alternata. 

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Il presente testo è aggiornato al 26 Ottobre 2023