Le batterie fotovoltaiche sono un elemento chiave nell’accumulo dell’energia prodotta da un impianto fotovoltaico. Esse consentono di immagazzinare l’elettricità prodotta durante le ore di luce solare e utilizzarla in momenti in cui il sole non è disponibile o la produzione fotovoltaica non è sufficiente a coprire il fabbisogno energetico. Ci sono diverse tecnologie di batterie disponibili, sono soprattutto quelle al litio ad aver preso piede, le stesse che si utilizzano nei nostri device di uso quotidiano come smartphone, tablet, laptop ecc.
Batterie al litio
Le batterie al litio sono le più comuni e popolari tra le tecnologie di accumulo fotovoltaico. Esse hanno una densità energetica elevata, un’elevata efficienza di carica/scarica e possono sopportare un gran numero di cicli di carica. Questo le rende una scelta ideale per gli impianti fotovoltaici domestici e commerciali. Il prezzo è ancora il loro tallone di Achille, ma le previsioni fanno sperare in un ribasso nei prossimi anni che va di pari passo all’aumento di efficienza.
Come detto sono diventate l’opzione di riferimento per i sistemi di accumulo di energia solare residenziali e sono disponibili in due sostanze chimiche principali: nichel manganese cobalto (NMC) e litio ferro fosfato (LFP).
In generale, le batterie NMC tendono ad essere più economiche rispetto alle batterie LFP, principalmente perché esistono da più tempo. Tuttavia, vale la pena ricordare che le batterie NMC potrebbero avere una durata di vita più breve e potrebbero presentare alcuni rischi per la sicurezza dei proprietari di case. D’altra parte, le batterie LFP sono elogiate per la loro longevità estesa e le caratteristiche di sicurezza superiori.
- Durata: La durata delle batterie al litio varia in base al modello e all’uso, ma in generale si prevede che abbiano una vita utile di circa 10-15 anni o più.
- Cicli di carica: Le batterie al litio possono sopportare migliaia di cicli di carica e scarica, a seconda del tipo specifico. Alcuni modelli possono superare i 5.000 cicli con una capacità residua dell’80% o più.
- Potenza: Le batterie al litio sono in grado di fornire una potenza continua elevata, consentendo di alimentare carichi più pesanti o gestire picchi di domanda.
Batterie al piombo
Le batterie al piombo sono un’opzione più economica rispetto alle batterie al litio, ma hanno una densità energetica inferiore e una vita utile più breve. Sono meno comuni nei sistemi di accumulo fotovoltaico a causa delle loro prestazioni limitate e dell’effetto di autoscarica più elevato. Rispetto a quelle al litio sono inoltre pesanti ed ingombranti.
In una batteria al piombo, due elettrodi (uno di piombo e l’altro di ossido di piombo) sono immersi in una soluzione elettrolitica di acido solforico e acqua. Quando la batteria è carica, l’ossido di piombo su uno degli elettrodi reagisce con l’acido solforico per produrre solfato di piombo e acqua, mentre il piombo sull’altro elettrodo reagisce con l’acido solforico per produrre solfato di piombo e idrogeno. Quando la batteria è scarica, il processo si inverte e il solfato di piombo su entrambi gli elettrodi viene riconvertito in piombo e ossido di piombo, mentre l’acqua e l’idrogeno vengono riconvertiti in acido solforico.
- Durata: Le batterie al piombo hanno una vita utile di solito compresa tra i 5 e i 10 anni.
- Cicli di carica: Possono sopportare alcuni centinaia di cicli di carica, ma la loro capacità diminuisce con l’uso frequente.
- Potenza: Le batterie al piombo hanno una potenza di erogazione più bassa rispetto alle batterie al litio.
Batterie al sale (sodio – solfito)
Le batterie al sale sono una tecnologia emergente con una chimica basata sul sodio e sul solfito. Sono considerate promettenti per il loro potenziale di abbassare i costi e per l’assenza di materiali tossici o rari.
- Durata: La durata prevista delle batterie al sale è di circa 10-15 anni, simile a quella delle batterie al litio.
- Cicli di carica: Queste batterie hanno la capacità di sopportare un numero significativo di cicli di carica/scarica.
- Potenza: Le batterie al sale hanno generalmente una potenza di erogazione inferiore rispetto alle batterie al litio.
Dimensionamento batterie per impianto fotovoltaico
Quando si dimensiona un sistema di accumulo per un impianto fotovoltaico, bisogna considerare diversi aspetti come il fabbisogno energetico giornaliero, i picchi di consumo, la capacità dell’impianto fotovoltaico di produrre energia, l’efficienza delle batterie e il ciclo di vita previsto delle batterie. È essenziale fare una valutazione precisa per evitare sovradimensionamenti o sottodimensionamenti del sistema di accumulo. Importante conoscere anche la produzione giornaliera del proprio impianto fotovoltaico, in proposito leggi l’articolo sul miglior pannello solare fotovoltaico: https://www.pannellisolariprezzi.net/quali-sono-i-migliori-pannelli-fotovoltaici/
I volt (V) possono essere paragonati alla “pressione” nel flusso di elettricità. Il tuo array di pannelli solari produce energia in una tensione specifica. Se i pannelli solari generano elettricità a 48 volt, il tuo banco di batterie dovrebbe essere in grado di soddisfare le esigenze di 48 volt. Pertanto, di solito sarebbero necessarie più batterie.
Molte persone utilizzano array di pannelli solari da 36 volt che potrebbero funzionare perfettamente con un banco di batterie da 24 volt. Se c’è un calo di tensione nel sistema solare, puoi andare sul sicuro se la tensione è leggermente inferiore, come nel sistema a 24 volt sopra. Una buona pratica per il dimensionamento del solare e della batteria è assicurarsi che i pannelli solari possano produrre un po’ più di energia rispetto alle dimensioni del banco di batterie, questo protegge da improvvise cadute di tensione, fluttuazioni di elettricità e perdita di potenza. Una matrice di pannelli solari più grande del tuo banco di accumulo della batteria è una buona pratica.
Tesla Powerwall e altri sistemi di accumulo: Il Tesla Powerwall è uno dei sistemi di accumulo fotovoltaico più noti ed è basato sulla tecnologia delle batterie al litio. È progettato per un utilizzo sia in sistemi residenziali che commerciali, con diverse capacità disponibili (solitamente da 7 kWh a 14 kWh) e una garanzia di lunga durata.
Altre marche come Sonnen, LG Chem, BYD, Enphase e molte altre producono anch’esse sistemi di accumulo fotovoltaico basati su tecnologie di batterie al litio. Ognuna di queste marche offre diversi modelli con capacità e caratteristiche diverse, adattandosi a diverse esigenze degli utenti.
