L’impianto fotovoltaico 110 con accumulo rappresenta il futuro prossimo delle comunità energetiche e garantisce da subito detrazioni al 110% con Ecobonus e Superbonus per famiglie e condomini, offrendo la possibilità di installare colonnine ricarica auto elettriche alimentate dai pannelli solari. L’innovazione dell’energy storage e la ricerca su batterie di nuova generazione e sistemi di accumulo è la chiave dell’asset energetico del domani.
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I sistemi di accumulo e di stoccaggio sono la chiave del futuro delle energie rinnovabili. Si tratta di un mutamento epocale che è sotto i nostri occhi. Le energie rinnovabili si basano sullo stoccaggio dell’energia solare o eolica, le quali sono accumulate e distribuite nell’impianto e poi utilizzata nelle nostre case su richiesta. Fino a pochi anni fa gli accumulatori avevano costi altissimi e venivano usati per impianti idroelettrici di grandi dimensioni, come dighe e cascate. L’introduzione di nuovi impianti di energia elettrica da fonti rinnovabili e il fotovoltaico 110, assieme al progresso tecnologico, stanno creando una serie di opportunità preziose per fornire servizi unici per l’evoluzione della rete elettrica. Con un investimento contenuto e sfruttando le detrazioni al 110% del Superbonus 110 possiamo corredare le nostre abitazioni di sistemi di accumulo fotovoltaici e di pannelli solari.
Produrre, immagazzinare e consumare energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico con accumulo permette al prosumer di contribuire realmente alla transizione energetica e allo sviluppo sostenibile del pianeta, garantendo l’efficienza energetica e l’approvvigionamento da fonti rinnovabili. Oggi l’autoconsumo è praticabile non solo in forma individuale ma anche in forma collettiva all’interno di condomini o comunità energetiche locali. E’ in discussione al Parlamento la Direttiva RED II in merito a nuovi finanziamenti per le rinnovabili e le comunità energetiche.
Superbonus 110 e impianto fotovoltaico con accumulo
Gli incentivi a detrazione del 110% per un impianto fotovoltaico 110 con accumulo sono disponibili fino al 30 giugno 2022 per condomini e con la proroga del Superbonus al 2023 già annunciata dal Governo Draghi sono al vaglio possibili nuove soluzioni e incentivi non solo per condomini e prime case. E’ chiaro che la grande sfida che abbiamo di fronte per la diffusione delle rinnovabili e il fotovoltaico 110 riguarda la possibilità di costituirsi in rete e dare vita alle comunità energetiche che potrebbero essere la vera alternativa agli aumenti del gas in bolletta e alla crisi energetica a cui l’Europa ha annunciato di far fronte nell’ultimo Consiglio di Bruxelles.
L’Ecobonus fotovoltaico è valido dal 1 luglio 2020 al 30 giugno 2022 per l’installazione di impianti fotovoltaici e sistemi di accumulo nuovi o da applicare a pannelli già esistenti. Per i condomini la scadenza è fino al 31 dicembre 2022, nella misura in cui entro il 30 giugno 2022 sia terminato il 60% dei lavori. Gli incentivi al 110% riguardano i pannelli fotovoltaici connessi alla rete elettrica e montati su strutture di pertinenza degli stessi edifici, ma anche per i sistemi di accumulo integrati agli impianti già installati. La detrazione al 110% è distribuita in 5 anni sulla spesa complessiva e in relazione al tetto massimo di spesa indicato dall’Agenzia delle Entrate e congiuntamente agli interventi trainanti integrati all’Ecobonus fotovoltaico 110.
Come funziona un impianto fotovoltaico 110 con accumulo
La necessità di un impianto fotovoltaico 110 con accumulo si presenta quando consideriamo assieme alle fonti di energia anche l’efficienza energetica . Per raggiungere l’autosufficienza energetica infatti è importante considerare gli usi energetici che faremo del nostro impianto e la continuità della fonte rinnovabile.
L’impianto fotovoltaico deve essere in grado di convertire l’energia fornita, ma anche di integrarla nella rete energetica già presente. Difatti le fonti rinnovabili non producono energia in maniera regolare e possono essere sfruttate solo in alcune condizioni. Facciamo alcuni esempi: l’energia solare non è sfruttabile durante la notte, e anche durante il giorno l’efficienza varia secondo le condizioni climatiche. Il primo problema delle energie rinnovabili e di un impianto fotovoltaico è l’immagazzinamento dell’energia, per renderla disponibile quando se ne fa richiesta. Per questa ragione, i sistemi di accumulo, le batterie e gli accumulatori hanno un ruolo importante per gli impianti fotovoltaici.
Gli accumulatori fotovoltaici hanno molte applicazioni oltre allo stoccaggio dell’energia possono alimentare le colonnine ricarica auto elettriche, elettrodomestici e in impianti di grande taglia perfino alimentare apparecchiature mediche e apparati industriali. In tutti i casi per sfruttare da subito i vantaggi del fotovoltaico 110 è necessario investire nei sistemi di accumulo, evitando di installare un impianto a energia solare standard.
Sistemi di accumulo, batterie e inverter
Che cosa sono i sistemi di accumulo per un impianto fotovoltaico? Dal punto di vista tecnico, gli accumulatori elettrochimici sono in grado di trasformare in modo diretto energia chimica in energia elettrica. L’elemento base di un sistema di accumulo elettrochimico è la cella elettrochimica, in grado di generare una tensione in corrente continua e che può essere combinata in serie e/o parallelo per ottenere un accumulatore di dimensioni maggiori, chiamato comunemente batteria. Il sistema di accumulo elettrochimico è composto, oltre che dalla batteria, da un sistema elettronico di gestione e monitoraggio e di un inverter classico o ibrido nel caso in cui il sistema di accumulo si interfaccia con la rete elettrica.
Le caratteristiche dei sistemi di accumulo elettrochimico sono: la modularità con possibilità di sistemi da pochi kW a decine di MW; i tempi di risposta alle variazioni di carico veloci; il rapporto potenza-energia che si presta a lavorare in sistemi ibridi che richiedono autonomie dell’ordine dell’ora, ma anche capacità di erogare picchi di potenza. I principali vantaggi dei sistemi di accumulo sono la rapidità dell’installazione e la versatilità nello spostare il sistema in un altro punto della rete e di configurarlo con facilità. Gli impianti di stoccaggio di energia elettrochimici si possono collocare in vari punti della rete elettrica e possono fornire numerosi servizi nell’implementazione dell’impianto fotovoltaico (Smart Grid) che vanno da servizi di bilanciamento di rete, ma anche di riserva energetica strategica e di compensazione tra picchi di produzione e picchi di consumo.
Per ovviare alla variabilità dell’energia solare rispetto all’energia che serve, si ricorre alla stessa rete elettrica come sistema di accumulo dell’energia. La connessione dell’impianto fotovoltaico alla rete permette nei momenti di carenza di energia solare (per esempio la sera) che l’energia elettrica venga dalla rete, e viceversa nei momenti di esubero l’energia prodotta sia immessa in rete.
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L’inverter consente di trasformare l’energia elettrica prodotta, sotto forma di corrente continua, in corrente alternata pronta per essere immessa direttamente nella rete elettrica e deve essere idoneo a supportare il trasferimento della corrente prodotta dall’impianto (dal generatore fotovoltaico alla rete di distribuzione), rispettando quindi sia i requisiti tecnico-normativi sia quelli di sicurezza. I valori della tensione e della frequenza in uscita dall’inverter devono essere compatibili con quelli della rete del distributore, mentre i valori della corrente in ingresso e della tensione devono essere compatibili con quelli dei pannelli fotovoltaici.
Batterie a litio e di ultima generazione
Il problema dell’accumulo energetico è il vero freno all’uso diffuso delle energie pulite di nuova generazione. Negli ultimi vent’anni, comunque, si è assistito ad un crescente miglioramento delle prestazioni delle batterie agli ioni di litio, che sono le più diffuse non solo per gli impianti fotovoltaici con accumulo, ma anche per gli smartphone e le auto elettriche. L’innovazione dell’energy storage è provata dalle molte startup che stanno investendo sulla tecnologia per batterie di nuova generazione, sperimentando vie alternative ai materiali più diffusi come il litio. Per far fronte alla crescente richiesta delle materie prime legate ai semiconduttori, la ricerca sui sistemi di accumulo sta percorrendo nuove strade che vedrebbero nel ferro il nuovo materiale di larga diffusione e alternativo al litio.
E’ il caso dell’azienda statunitense Form Energy Inc che, con un finanziamento da 200 milioni capeggiato dal fondo per l’innovazione di Arcelor Mittal, sta lanciando sul mercato una nuova batteria che si basa non sul litio ma sul ferro, uno dei più sicuri, diffusi ed economici minerali sulla terra. Si tratta di un sistema di accumulo capace di fornire energia per 100 ore consecutive a un decimo del costo rispetto a una batteria al litio, garantendo una continuità straordinarie e impensata per una rete elettrica alimentata esclusivamente da fonti rinnovabili. La nuova batteria funziona con un meccanismo di scambio di ossigeno tra celle di ferro, che arrugginisce a contatto con l’ossigeno e quando l’ossigeno viene eliminato torna a essere ferro.
Come abbiamo accennato, gli accumulatori o batterie ricaricabili sono apparati elettrochimici in grado di accumulare carica elettrica e restituirla nella fase di scarica. Sono costituite da un insieme di celle collegate l’una all’altra in serie o in parallelo per raggiungere il valore desiderato di tensione (Volt) e corrente (Ampere). Un pacco di batterie al litio è costituito da più componenti: le celle elementari, un contenitore, un sistema elettronico di supervisione chiamato “Battery Management System” (BMS), fusibili, cavi di connessione, un sistema di raffreddamento e un sistema di comunicazione dei dati. Ci sono vari tipi di batterie a litio in rapporto alla composizione chimica elementare, tra le più diffuse segnaliamo quelle agli ioni di litio che garantiscono un’efficienza al 90%.
Negli impianti connessi alla rete con batterie di accumulo i flussi di consumo seguono un ordine specifico: l’utenza attinge, in primo luogo, alla corrente prodotta dai pannelli fotovoltaici, se, al momento della richiesta di erogazione di corrente elettrica, l’impianto non produce, l’utenza attinge all’energia stoccata precedentemente nel sistema di accumulo, quando anche le batterie sono scariche l’utenza preleva l’energia dal servizio di fornitura elettrica nazionale.
Le migliori batterie per fotovoltaico con accumulo in commercio
Tra le migliori batterie per fotovoltaico con accumulo in commercio vi segnaliamo due tra i migliori modelli. La batteria di accumulo LG Chem 10 kWh è un prodotto di qualità e può essere posizionata a pavimento o fissata a parete, in casa oppure esternamente. Altrettanto diffusa e di alta qualità, la batteria di accumulo Tesla Powerwall 2 è compatta e facile da installare e il sistema di raffreddamento a liquido interno, consente il controllo preciso della temperatura. Sicura, è priva di cavi o prese d’aria ingombranti.
Le batterie LG Chem agli ioni di litio RESU10 kWh sono da preferire per un numero di cicli superiore a 6000. Il punto dio forza di queste batterie è nell’utilizzo fino all’ 90% della capacità. LG Chem Lithium ion è la soluzione ideale per assicurare un buon funzionamento per una durata di almeno 20 anni. Non occorre effettuare alcun tipo di manutenzione. Presentano un design perfetto per integrarsi facilmente in casa vostra. Sono facili da installare e il sistema di gestione della batteria mantiene sotto controllo carica e scarica del sistema di accumulo e assicura la completa affidabilità e protezione.
TESLA POWERWALL 2 DC è una batteria domestica che si carica utilizzando l’elettricità generata da pannelli solari per alimentare la casa la sera o in caso di interruzioni di scarsa irradiazione. Automatica, compatta e semplice da installare, Powerwall consente di massimizzare l’autoconsumo di energia solare. E’ automatizzata e non richiede alcun tipo di manutenzione. Il sistema di raffreddamento a liquido interno, consente il controllo preciso della temperatura all’interno dell’unità. Sicura per tutta la famiglia, senza cavi o prese d’aria ingombranti.
Applicazioni dell’impianto fotovoltaico con accumulo
Le applicazioni di un sistema di accumulo associato ad un impianto fotovoltaico sono molte. I sistemi di accumulo di un impianto fotovoltaico si prestano a livello residenziale, per consentire a famiglie e condomini di risparmiare sui consumi. Ma i sistemi di accumulo di grande taglia garantiscono efficienza e risparmio anche nel settore aziendale: si pensi alla possibilità di usufruire di energia elettrica a costo zero con continuità, anche nelle stagioni meno soleggiate.
Le principali applicazioni e i vantaggi li possiamo riassumere nei seguenti punti:
- Utilizzare l’energia autoprodotta da fonti rinnovabili in un momento successivo a quella in cui viene prodotta
- Personalizzare le abitudini di consumo per famiglie, condomini e aziende
- Accedere allo scambio sul posto con il GSE in caso di batterie cariche e costituire comunità energetiche
- Risparmio sui consumi del 90%
- Possibilità di accedere agli incentivi di Superbonus 110 e Ecobonus 110 con la cessione del credito
- Riduzione delle emissioni di inquinanti e autosufficienza energetica
- Installazione di colonnine ricarica auto elettriche private o in condomini
Scopri anche l’integrazione dell’impianto fotovoltaico con accumulo e pompa di calore per raggiunger l’autosufficienza energetica.
L’innovazione dell’energy storage e le comunità energetiche
L’energy storage rappresenta l’avvenire dell’innovazione energetica perché è alla base delle comunità energetiche che nel futuro già scritto delle energie rinnovabili diverranno la base per la costruzione di una rete orizzontale di interscambio energetico, in cui tutti, e allo stesso tempo, saremo produttori e consumatori dell’energia prodotta in rete. E’ al vaglio del Parlamento la Direttiva RED II che riguarda proprio i nuovi incentivi sostenuti a livello europeo per le comunità energetiche da fonti rinnovabili e il fotovoltaico 110 come ci ha ricordato il direttore Clima ed Energia del WWF Italia nell’intervista al Gruppo Fondiario Italia. Un motivo in più per optare da subito per un impianto fotovoltaico 110 con accumulo.
In vista della riduzione delle emissioni di carbonio nel settore elettrico prevista per il 2050, si stima che milioni di cittadini europei si uniranno al mercato dell’energia come prosumer, generando fino al 45% dell’elettricità rinnovabile complessiva del sistema. Cosa s’intende per prosumer? L’espressione si riferisce all’utente che non si limita al ruolo passivo di consumatore (consumer), ma partecipa attivamente alle diverse fasi del processo produttivo (producer). In altre parole, il prosumer è colui che possiede un proprio impianto di produzione di energia, della quale ne consuma una parte. La rimanente quota di energia viene immessa in rete e scambiata con i consumatori prossimi al prosumer oppure stoccata in un sistema condiviso e restituita alle unità di consumo nel momento più opportuno. Il prosumer è un protagonista attivo nella gestione dei flussi energetici e gode non solo di una relativa autonomia ma anche di benefici economici.
La nascita di una comunità energetica, quindi, prevede l’aggregazione di un certo numero di prosumers disposti a condividere impianti di produzione di energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile. Si tratta di un futuro prossimo ma vicinissimo nel quale l’impianto con accumulo sarà la base di una nuova era energetica, forte dell’innovazione tecnologia e della ricerca in corso sulle applicazioni dell’energy storage.
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