Accumulare energia: lo storage nel fotovoltaico

Come funzionano le batterie, quanto durano e perché il loro ruolo è sempre più importante nell’ottica di massimizzare l’autoconsumo.

Il sole di notte. Se dovessimo sintetizzare lo storage in un’immagine, potremmo usare questa. Per un motivo molto semplice: grazie ai sistemi di accumulo possiamo utilizzare l’energia del nostro impianto fotovoltaico, anche quando la produzione è azzerata, come durante le ore notturne. 

Storage fotovoltaico: cos'è e come funziona

Secondo la definizione fornita dal GSE, “un sistema di accumulo è un insieme di dispositivi, apparecchiature e logiche di gestione e controllo, funzionale ad assorbire e rilasciare energia elettrica”. Parliamo quindi di storage fotovoltaico, o accumulo fotovoltaico, in riferimento a un sistema che permette di immagazzinare l'energia elettrica generata dai pannelli fotovoltaici durante le ore di maggiore irraggiamento solare, per poi renderla disponibile quando serve, ad esempio di sera o in caso di maltempo. Il cuore di un sistema di accumulo è rappresentato dalle batterie, che convertono l'energia elettrica in energia chimica durante la fase di carica e la rilasciano sotto forma di elettricità durante la fase di scarica.

Tipologie di batterie: le più diffuse

Per lo storage fotovoltaico sono state adottate diverse tipologie di batterie, ognuna con i propri vantaggi e svantaggi. Attualmente le batterie agli ioni di litio rappresentano la soluzione più diffusa e apprezzata, grazie alla loro elevata efficienza, lunga durata, compattezza e sicurezza. Le batterie agli ioni di litio offrono inoltre una buona capacità di ciclaggio, ovvero la possibilità di essere caricate e scaricate ripetutamente senza subire un significativo degrado delle prestazioni, garantendo un funzionamento affidabile e duraturo nel tempo. Accanto a queste esistono altre tecnologie, alcune in fase di sviluppo, altre già utilizzate ma, per diversi motivi, ancora destinate a un impiego marginale. Ad esempio le batterie di flusso che offrono un’ importante capacità e una lunga durata nel tempo, però costi ancora elevati e dimensioni imponenti ne hanno circoscritto l’installazione agli impianti utility scale.

Dimensionamento e installazione

La capacità delle batterie deve essere scelta in base ai consumi energetici dell'abitazione o dell'azienda, alla produzione dell'impianto fotovoltaico e alle esigenze di autonomia dalla rete. Un sistema di accumulo sottodimensionato potrebbe non essere in grado di soddisfare il fabbisogno energetico nelle ore serali o in caso di maltempo, mentre un sistema sovradimensionato rappresenterebbe un investimento inutile e poco redditizio. L'installazione dello storage fotovoltaico deve essere eseguita da personale qualificato, nel rispetto delle normative vigenti in materia di sicurezza e di connessione alla rete elettrica. La scelta dell'ubicazione delle batterie è importante per garantire un corretto funzionamento e una lunga durata del sistema. In generale, è consigliabile installare le batterie in luoghi ben areati e al riparo da eccessivi sbalzi di temperatura.  Le batterie infatti subiscono un degrado maggiore a temperature rigide (sotto i 5°C) e con un caldo eccessivo (sopra i 40°C). L’ingombro complessivo, anche quando sono integrate all’inverter, resta limitato (intorno al metro quadrato di superficie).

I vantaggi dell'accumulo fotovoltaico

Dotare il proprio impianto fotovoltaico di un sistema di storage offre una serie di vantaggi significativi. Innanzitutto, l'accumulo consente di massimizzare l'autoconsumo, ovvero la percentuale di energia prodotta che viene utilizzata direttamente in loco, riducendo la necessità di prelevare energia dalla rete. Un vantaggio che diventa ancor più importante nell’ambito di una CER (Comunità Energetica Rinnovabile) in cui l’energia non auto consumata può essere ceduta agli altri partecipanti in base alla domanda, godendo dei vantaggi offerti dai particolari sistemi di incentivazione previsti per questa configurazione. Lo storage inoltre favorisce una maggiore indipendenza energetica. Questo da un lato implica una minore dipendenza dalla rete e quindi dalle fluttuazioni del mercato dell’energia. Dall’altro, assume un’importanza specifica nelle situazioni di blackout quando il sistema di accumulo può fungere da dispositivo di emergenza. Infine, da un punto di vista più generale, lo storage fotovoltaico contribuisce alla stabilità della rete elettrica, fornendo servizi di regolazione della frequenza e della tensione, e favorisce l'integrazione di una maggiore quota di FER (fonti energetiche rinnovabili) nel mix energetico nazionale. Infatti, di fronte all’aumento delle fonti energetiche non programmabili (come fotovoltaico ed eolico), l’accumulo, sia domestico sia utility scale, consente di ovviare a possibili squilibri della rete. 
 

Presente e futuro dello storage fotovoltaico

Secondo i dati Anie Confindustria, nel 2023 in Italia sono stati connessi 287.707 sistemi di accumulo, facendo segnare una crescita dell’89% rispetto ai 152.075 allacciati nel 2022. A fine 2023 risultavano connessi 518.950 sistemi di storage in Italia, per una potenza complessiva di 3.367 MW e una capacità massima di 6.645 MWh. Interessante la statistica riguardante il dimensionamento: la quasi totalità (92%) dei sistemi di accumulo è di taglia inferiore ai 20 kWh con una netta prevalenza dei sistemi di capacità compresa tra 10 e 15 kWh (38%) e di quelli con capacità compresa tra 5 kWh e 10 kWh (35%). Questo significa che oggi l’accumulo è sempre di più associato al fotovoltaico di taglia residenziale (99,3%) ed è quindi funzionale all’autoconsumo. Una prospettiva positiva anche per l’istituzione delle Comunità Energetiche Rinnovabili e per lo sviluppo delle smart grid, reti elettriche intelligenti in grado di gestire in modo efficiente la produzione e il consumo di energia, ottimizzando l'utilizzo delle risorse e garantendo la stabilità del sistema. Lo storage fotovoltaico rappresenta, quindi, una tecnologia chiave per massimizzare i benefici del fotovoltaico, a sostegno della transizione energetica.

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