Sistema di accumulo domestico, ecco come funziona

Sistema di accumulo domestico: il potenziale più elevato che ha il fotovoltaico è l’autoconsumo. Dal punto di vista economico autoconsumare l’energia prodotta è la modalità che assicura il miglior ritorno economico dell’investimento. Autoconsumo vuol dire produrre ed utilizzare ‘in proprio’ l’energia prodotta. Autoconsumo vuol dire diventare parzialmente indipendenti dalla rete elettrica di Enel e vuol dire, per questo, garantirsi interessanti risparmi in bolletta.

Un sistema di accumulo domestico di energia è un apparecchio, in genere integrato con l’inverter fotovoltaico, che è in grado di funzionare al servizio di un impianto fotovoltaico installato sul tetto di casa (o altro impianto di auto-produzione di energia). Perchè è utile? E come funziona?

Un sistema di accumulo è utile perchè permette di elevare l’autoconsumo. Attraverso la gestione intelligente dei flussi di energia in entrata ed in uscita dall’impianto un sistema di accumulo dà la possibilità di massimizzare l’utilizzo dell’energia prodotta dal proprio impianto attraverso l’utilizzo di batterie. Le batterie stoccano temporaneamente l’energia prodotta per restituirla quando l’impianto non produce.

Il Sistema di Accumulo deve essere complementare alla Domotica

Se parliamo di “gestione intelligente” dell’energia dell’impianto fotovoltaico, mettere un sistema di accumulo non è sempre la soluzione più efficace ed economica. In molti casi l’autoconsumo fotovoltaico può essere aumentato, ancora prima che con l’utilizzo di batterie, con l’installazione di un sistema domotico. La Domotica, infatti, permette di gestire parte dell’energia auto-prodotta in modo da utilizzarla sul momento, sfruttando degli automatismi che attivino apparecchi elettrici quando la potenza resa disponibile dall’impianto fotovoltaico è sufficiente a farli funzionare.

Con un sistema domotico, ad esempio, è possibile attivare in automatico piccole resistenze elettriche per preriscaldare l’acqua “in entrata” nella caldaia oppure attivare in automatico elettrodomestici pre-programmati tipo lavatrice, lavastoviglie o condizionatore.

In questo modo si massimizza l’autoconsumo ancor prima di stoccare l’energia in costose batterie: Domotica e Batterie non sono tecnologie antitetiche, ma assolutamente complementari.
Per sapere come si utilizza la Domotica per risparmiare in bolletta leggi questo articolo.

Per ora torniamo ai nostri sistemi di accumulo domestici.

Come funziona un sistema di accumulo domestico

L’impianto fotovoltaico (o un micro-eolico) di giorno produce energia in corrente continua.
L’energia elettrica prodotta in corrente continua viene convertita dall’inverter in corrente alternata per essere utilizzata direttamente dalle utenze di casa. L’impianto fotovoltaico rifornisce, dunque, prima di tutto, l’utenza domestica nel momento in cui c’è richiesta di elettricità. Questo è l’autoconsumo immediato.

L’efficacia di un sistema di accumulo domestico è, però, nel garantire un autoconsumo differito, cioè l’utilizzo dell’energia prodotta anche nei momenti in cui l’impianto non produce elettricità: mattino presto, sera, notte, pioggia, ecc…

Quando l’impianto fotovoltaico produce più energia di quanta ne venga richiesta sul momento dalle utenze di casa, tutta l’energia non immediatamente autoconsumata viene portata al sistema di accumulo domestico che la raccoglie e la stocca per renderla disponibile al bisogno.

Questo sistema funziona, in effetti, sia per la gestione ‘intelligente’  dei flussi di elettricità, sia per il suo stoccaggio temporaneo tramite batterie.

Cosa fa esattamente la centralina del sistema di accumulo? Il “cuore” del sistema non è tanto lo stoccaggio dell’energia, ma la “gestione intelligente” dei flussi di elettricità da e per la rete elettrica domestica: l’apparecchio infatti è in grado di “indirizzare” in maniera ottimale tutta l’energia prodotta dal fotovoltaico quando non viene immediatamente autoconsumata. Con l’utilizzo della Domotica, l’energia in eccesso verrà convogliata prima di tutto verso apparecchi domestici eventualmente programmabili e, in seconda istanza, verso le batterie.

Solo quando le batterie sono completamente cariche l’energia in eccesso verrà immessa in rete e valorizzata attraverso lo ‘scambio sul posto’ col Gse (il Gestore dei Servizi Energetici).

Dunque un qualsiasi sistema domotico per l’accumulo energetico prevede, in ordine di priorità:

1. l’ autoconsumo immediato
2. l’eventuale gestione di apparecchi elettrici programmabili (lavastoviglie, lavatrice, ecc.. da attivare solo nel momento in cui il fotovoltaico riesce ad alimentarle)
3. l’eventuale gestione dei flussi provenienti da altri impianti di produzione (ed es. il micro-eolico)
4. la carica/scarica delle batterie (ottimizzando i cicli di carico-scarico)
5. l’autoconsumo ‘differito’ (cioè quando l’impianto fv non produce)
6. l’immissione in rete del surplus energetico
7. il prelievo dalla rete solo quando strettamente necessario

La peculiarità del sistema di accumulo è, come detto, la gestione ottimizzata dell’impianto elettrico di casa, però anche la funzionalità delle batterie ha un ruolo determinante per garantire l’autoconsumo ‘differito nel tempo’.

Quali tipi di batterie vengono utilizzati?

Ci sono tre tipi principali di batterie:

• batterie al piombo
• batterie al piombo/gel
• batterie al litio

Le prime sono quelle più economiche, ma durano pochissimi anni (2-3). Le batterie al Litio, invece, sono più costose, ma durano almeno quattro volte di più: 10-12 anni con circa 6.000 cicli di ricarica. Le batterie al Litio sono attualmente quelle più performanti nel rapporto costi-benefici.

Costi e benefici delle batterie

Il costo delle batterie al Litio è ancora molto variabile, ma, indicativamente, si aggira tra i 700 ed i 1.300 euro per kWh nominale di accumulo. Per avere un’idea delle dimensioni ottimali di un sistema di stoccaggio si tenga presente che una famiglia media, la famiglia “standard” formata da 3-4 persone, consuma circa 9-10 kWh di elettricità al giorno. Di questi, circa il 20-30% può essere soddisfatto con l’impianto fotovoltaico senza l’ausilio delle batterie.

Con un sistema di accumulo domestico da 5-6 kWh una famiglia media (3-4 persone) può garantirsi il 70-80% di autoconsumo, riducendo le bollette elettriche del 70-80% l’anno. Questo è il beneficio principale di un sistema di accumulo domestico. In alcuni periodi dell’anno, primavera-estate, un sistema di accumulo di questo tipo riesce a garantire un autoconsumo del 100 per cento e l’azzeramento totale delle bollette elettriche.

Tutto, come è logico intuire, è estremamente condizionato alla stagionalità ed alle condizioni atmosferiche contingenti: le numerose e “qualitativamente migliori” ore di luce di una giornata di primavera producono energia non paragonabile a quella prodotta in una nebbiosa giornata invernale. Anche temperature estive troppo elevate condizionano in negativo la produttività del fotovoltaico. Per questo motivo, quando si stimano la produzione elettrica fotovoltaica ed i livelli di autoconsumo si parla sempre di medie annuali e mai di singoli periodi.

Leggi qui tutti i vantaggi derivanti dall’utilizzo delle batterie

Se in alcune situazioni il costo delle batterie ha tempi di  rientro ancora troppo lunghi, è interessante valutare anche solo l’utilizzo di un sistema di domotica. Anche solo la Domotica al servizio del fotovoltaico riesce già a garantire, anche senza accumulo elettrico, interessanti risparmi in bolletta con un minimo investimento.