I sistemi di accumulo degli impianti fotovoltaici

Quando vengono utilizzati i sistemi di accumulo dell’energia fotovoltaica?

Quello dell’ accumulo e stoccaggio di energia elettrica è un tema caldo e in continua evoluzione. E’ una questione che riguarda la rete elettrica nazionale, è una questione che esula anche dalle fonti prettamente  rinnovabili, per riguardare l’intera “tradizionale” filiera energetica di distribuzione nazionale.

in questo articolo ci limitiamo al fotovoltaico.

Il mondo della tecnologia per la produzione di energia dalle fonti rinnovabili è in continua evoluzione. Gli impianti fotovoltaici – che producono energia elettrica pulita tramite l’effetto fotovoltaico dei loro moduli – vengono installati soprattutto in due modalità:

– con i sistemi  ad isola (stand alone), che non sono direttamente collegati alla rete elettrica, ma accumulano energia attaverso l’utilizzo di batterie locali o altri sistemi ad idrogeno;

– con i sistemi “connessi” (grid connect), che non accumulano, ma scambiano energia con la rete grazie al collegamento diretto con il distributore nazionale.

I sistemi ad isola usufruiscono, non essendo collegati in rete, di sistemi di accumulo dell’ energia prodotta, per renderla fruibile dall’utenza da questi servita. Gli impianti fotovoltaici ad isola coprono, soprattutto ma non solo, le “utenze difficili”, in quelle zone isolate dove è complicato, o molto costoso, arrivare con la rete nazionale. Gli impianti ad isola possono essere utilizzati per alimentare colonnine di ricarica elettrica, camper, baite, barche, ma anche abitazioni. Possono arrivare a costituire anche vere e proprie reti elettriche “chiuse”, ad isola appunto, non collegate alla rete di distribuzione nazionale. Piccole reti isolate in grado di rifornire autonomamente di corrente elettrica intere frazioni urbane.

Questi sistemi, per renderli utilizzabili in maniera efficace ed efficiente, hanno bisogno, come detto, di sistemi di accumulo e stoccaggio dell’energia prodotta. L’energia di fonte fotovoltaica è infatti, per costituzione, instabile e soggetta a fluttuazioni. Non è continua nel tempo ed è dipendente dalle condizioni atmosferiche del momento. E’, come denominata in gergo tecnico, una fonte energetica “non prevedibile”. Peraltro l’unica certezza è che di notte non produce.

Perchè i sistemi di accumulo?

Come ovviare a tutto ciò? I sistemi di accumulo permettono di stabilizzare e garantire la fornitura elettrica alle utenze.
Sfortunatamente l’energia elettrica non si può immagazzinare in maniera efficiente al 100%, però si possono utilizzare dei sistemi di accumulo in grado di minimizzare le dispersioni e di massimizzare l’efficacia dell’accumulo e la durata.

I sistemi di accumulo oggi sono le batterie

Un primo sistema è quello delle tradizionali batterie. La tecnologia oggi considerata più interessante e in maggiore sviluppo è quella delle batterie al litio. Le batterie al litio sono dei sistemi di accumulo elettrochimico, assimilabili alle batterie di un qualsivoglia moderno veicolo elettrico. I limiti tecnologici di questo sistema sono evidenti: la durata, la capacità di accumulo e l’efficienza di conversione. I limiti economici sono i costi.

Nonostante questi temporanei limiti e punti critici, la tecnologia sta compiendo passi da gigante superando alcune delle più significative limitazioni tecnologiche: aumento delle prestazioni con nuovi materiali e prolungamento della vita utile di funzionamento. Nei prossimi anni si avranno, da questo punto di vista, significativi miglioramenti tecnologici.
Le economie di scala che si creeranno, inoltre, avranno come conseguenza la ulteriore diminuzione dei costi (peraltro già iniziata).

L’ipotesi dell’idrogeno come ulteriore sistema di accumulo energetico

Un’altra tecnologia di cui si parla per l’accumulo di energia prodotta dalle fonti rinnovabili è l’idrogeno. La questione è qui leggermente più complessa: l’idrogeno è un combustibile pulito che, per essere prodotto, ha bisogno di energia. L’idea è questa: usare il fotovoltaico e le altre fonti rinnovabili per produrre idrogeno e stoccare energia. L’idrogeno diventa così un serbatoio di accumulo dell’ energia ed è un combustibile prontamente utilizzabile.
Il limite di quest’altra tecnologia è l’efficienza di conversione (quanta energia ha bisogno la produzione di idrogeno e quanta ne rende disponibile) e la sicurezza vista l’alta infiammabilità del componente.