Di quante batterie ha bisogno l’impianto fotovoltaico?

Ho un impianto fotovoltaico e voglio mettere le batterie per ottimizzare l’autoconsumo sulle mie utenze domestiche.
Oppure: non ho ancora il fotovoltaico, ma voglio metterne uno con un sistema di accumulo a batterie che mi consenta di sfruttare al massimo la mia produzione di energia.

La prima cosa, come sempre, è cercare di avere, per quanto possibile, le idee più chiare possibili. Quanto dovrà essere grande il mio impianto? Quanto dovranno essere capienti le batterie? E soprattutto: come fare in modo che l’intero sistema sia realmente dimensionato in base alle mie reali esigenze di consumo?

Il primo punto, come vedremo, è capire quali sono le mie reali esigenze, i miei reali consumi: non supposizioni o stime, in questo caso, ma dati reali, consultabili in bolletta.

Come funzionano le fasce orarie della bolletta elettrica

Le bollette elettriche già ricevute sono un ottimo strumento per fare una prima analisi delle reali necessità: si vedono i kwh consumati in un anno, o mese per mese, e, soprattutto, si vedono i kwh consumati in ciascuna fascia oraria: F1, F2, F3. Anche se spesso le fasce orarie F2 e F3 vengono accorpate in un’unica fascia F2/F3, la distinzione oraria dei consumi rimane un utile strumento per stimare la quota di consumo che può “integrarsi bene” con la produzione del fotovoltaico.

Attenzione però: le fasce di consumo delle bollette vanno lette nella giusta maniera:

• la Fascia F1 è quella più costosa e indica i consumi diurni e infrasettimanali. Indica i consumi dalle 8.00 alle 19.00 e dal Lunedì al Venerdì.
• la Fascia F2 è quella intermedia e indica i consumi effettuati:
  • dal lunedì al venerdi dalle 7.00 alle 8.00 e dalle 19.00 alle 23.00
  • il sabato dalle 7.00 alle 23.00
• la Fascia F3 è quella più economica e indica i consumi notturni infrasettimanali e diurni festivi.
  La fascia F3 va dalle 23.00 alle 7.00 dal lunedì al sabato. Domenica e festivi tutto il giorno.

Per approfondire sulle fasce orarie leggi anche: Le fasce orarie dei prezzi dell’energia elettrica.

Come le fasce orarie sono utili per dimensionare fotovoltaico e batterie

La Fascia F1 è la fascia di consumo prevalentemente diurna. “Prevalentemente” perchè comprende solo i giorni infrasettimanali escludendo le ore diurne dei sabati e domeniche.

La fascia F2 è la fascia prevalentemente pre-serale e serale: include anche un’ora la mattino presto – dalle 7 alle 8 – e l’intera giornata del sabato.

La fascia F3, infine, è la fascia notturna e festiva.

Come queste sono utili per dimensionare fotovoltaico e batterie?

La fascia F1 è la fascia di consumo in cui l’impianto fotovoltaico produce energia. E’ la fascia in cui si può sfruttare maggiormente l’autoconsumo fotovoltaico.

La fascia F2 e F3 sono le fasce di consumo in cui il fotovoltaico produce poco o non produce. In questi orari verranno maggiormente utilizzate le nostre batterie pre-caricate e, al termine dalla loro autonomia, la rete elettrica esterna.

Dove trovo queste informazioni sui miei consumi?

In bolletta, oltre ad avere tutti i dati di dettaglio, abbiamo una piccola tabella che riassume, per il periodo di riferimento, i consumi suddivisi almeno tra le fasce F1 e F2/F3.

Il dato interessante è anche il rapporto percentuale: in genere sulle utenze domestiche il rapporto tra fascia F1 e F2/F3 è di 60-40: il 60% dei consumi avviene in fascia serale e weekend, il 40% avviene in fascia diurna infrasettimanale.

Ovviamente il rapporto tra le due fasce può variare in base a molte condizioni: dalle abitudini di consumo degli utenti, alla stagione, agli elettrodomestici utilizzati.

Di quanto accumulo ha bisogno il mio impianto fotovoltaico?

I dati ottenibili dalle fasce di consumo sono molto importanti. Possiamo ipotizzare che gran parte dei consumi in fascia diurna, o comunque in fascia F1, potranno essere coperti dal fotovoltaico nel momento stesso del suo funzionamento. I consumi rimanenti, invece, potranno essere coperti, almeno in parte, dalle nostre batterie di accumulo: in genere si considera che i consumi in fascia F2/F3 debbano essere “coperti” per circa l’80% dalle batterie.

Ad esempio, se i consumi in fascia F2-F3 sono stati di 984 kWh in un anno, cioè mediamente 2,7 kWh/giorno, un sistema di accumulo “ottimale” potrebbe essere di circa 2,1 kWh effettivi, pari all’80% del fabbisogno medio giornaliero in fascia F2-F3.

Traducendo in formula.

Formula 1
Capacità ottimale delle batterie, tenendo presente il fabbisogno utente
kWh = ( ( F2 + F3 ) x 0,8 ) / 365 gg

I kWh immessi in rete sono quelli che posso stoccare nelle batterie

Chi ha già un impianto fotovoltaico avrà probabilmente anche gli strumenti di monitoraggio che gli permetteranno di contabilizzare facilmente l’energia prodotta dall’impianto, l’energia autoconsumata e l’energia immessa in rete. In ogni caso con lo scambio sul posto tutta l’energia immessa in rete viene contabilizzata dal Gse ai fini dell’emissione del contributo.

Chi ancora non ha un impianto fotovoltaico può stimare la produzione dell’impianto e, sfruttando le informazioni presenti in bolletta, la quota di autoconsumo e di immissione in rete.

Parte dell’energia che non viene autoconsumata, cioè parte di quella che viene attualmente immessa in rete, può essere stoccata nelle batterie. Quello che dobbiamo fare è conteggiare (o stimare) la quota di energia che va oltre il nostro consumo istantaneo. Anche questo ci aiuta a capire il giusto dimensionamento dell’impianto fotovoltaico e del suo sistema di accumulo.

Traducendo in formula.

Formula 2
Capacità ottimale delle batterie, tenendo presente la produzione dell’impianto fv
kWh = kWh immessi in rete / 365 gg

Il dimensionamento ottimale delle batterie è il giusto rapporto tra il fabbisogno stimato attraverso le bollette ed i kWh disponibili dall’impianto fv

Con queste due formule abbiamo gli strumenti necessari per stabilire quanto dovrà (o potrà) essere dimensionato il nostro gruppo batterie.

Se le immissioni in rete (Formula 2) dell’impianto (o la quota prevista di immissioni) sono maggiori del fabbisogno individuato dalle bollette elettriche (Formula 1), utilizzeremo questa formula: kWh accumulo = ( ( F2+F3 ) x 0,8 ) / 365.

Se le immissioni in rete dell’impianto (o la quota prevista di immissioni) sono minori del fabbisogno individuato dalle bollette elettriche, utilizzeremo questa formula: kWh accumulo = (Kwh immessi in rete) / 365.

Un esempio concreto

Consumi in bolletta Fascia F1 : 629 kWh/anno.

Consumi in bolletta Fascia F2+F3: 984 kWh/anno.

Produzione Impianto Fotovoltaico: 3.500 kWh/anno.

Quota di Autoconsumo (senza batterie): 1.050 kWh/anno.

Quota di Immissioni in Rete: 3.500 – 1.050 = 2.450 kWh/anno.

Formula 1: kWh batterie = ( ( F2 + F3 ) x 0,8 ) / 365 gg = ( 984 x 0,8 ) / 365 = 2,16 kWh

Formula 2: kWh batterie = kWh immessi in rete / 365 gg = 2.450 / 365 = 6,71 kWh

Formula 2 è maggiore della Formula 1 –> accumulo ottimale: 2,16 kWh effettivi (non nominali).