L’accumulo di energia è una delle principali soluzioni per migliorare la flessibilità e l’efficienza delle reti elettriche, esigenze cresciute sia per l’evoluzione del sistema di generazione e distribuzione dell’energia elettrica, con l’ampio uso delle fonti rinnovabili e della generazione distribuita, sia per la diversificazione degli usi finali. Inoltre, l’utilizzo dell’energia elettrica nella mobilità urbana in alternativa ai combustibili tradizionali determinerà lo sviluppo di una rilevante flotta di veicoli elettrici che potranno essere visti dalla rete sia come carico sia come elementi di un sistema di accumulo distribuito.

Il ruolo degli accumuli nelle reti nei prossimi anni sarà sempre maggiore, e questo favorirà ulteriormente la crescita di fonti energetiche discontinue e non programmabili, quali appunto diverse fonti rinnovabili, ad esempio eolico e fotovoltaico, rendendole più competitive sul mercato elettrico, tanto più che a partire da dal 1° gennaio 2015, è possibile installare sistemi di accumulo su impianti fotovoltaici incentivati “conto energia”.

L’integrazione di un impianto fotovoltaico con un sistema di accumulo permette di massimizzare l’autoconsumo, immagazzinando l’energia nel momento in cui la produzione supera i consumi e prelevandola nel caso contrario, quando l’impianto solare è inattivo, ad esempio nei momenti di scarsa insolazione o nelle ore notturne.

Il sistema di accumulo dell'energia è dotato di un meccanismo intelligente che permette di individuare se immagazzinare l'energia nelle batterie, se autoconsumarla o se immetterla nella rete per fruire della tariffa di scambio sul posto.

Il sistema di accumulo si compone generalmente di un carica batterie, di una o più batterie e dai collegamenti con i componenti dell'impianto fotovoltaico: moduli, inverter e quadro elettrico.

Per spiegare meglio come funziona vediamo i seguenti casi di un impianto residenziale da 3 kW nelle varie condizioni operative:

1 - Giorno pieno, la potenza dei moduli è superiore a quella richiesta dalle utenze: supponiamo per esempio che alle 10.00 del mattino il nostro impianto fotovoltaico domestico eroghi una potenza di 1,9 kW e le utenze della nostra abitazione assorbano una potenza di 0,4 kW. Nel caso che il nostro impianto “grid” non sia dotato di sistema di accumulo si genera un eccesso di potenza pari a 1,9 – 0,4 = 1,5 kw che viene ceduto alla rete elettrica Enel. Nel caso in cui invece il nostro impianto sia dotato di sistema di accumulo, la potenza in eccesso viene utilizzata per caricare il pacco batterie e quindi l’energia in eccesso verrebbe immagazzinata per essere utilizzata quando necessaria per alimentare le utenze. Quando le batterie saranno cariche al 100% il nostro impianto fotovoltaico tornerà ad immettere l’energia elettrica in eccesso nella rete elettrica comportandosi come un normale impianto.

2 - Giorno nuvoloso: la potenza dei moduli non è sufficiente a soddisfare le utenze.
Nel caso che il nostro impianto non fosse dotato di sistema di accumulo si genererebbe un fabbisogno energetico con conseguente prelievo di energia elettrica dalla rete Enel e quindi con aggravio di spese in bolletta.
Nel caso in cui invece il nostro impianto fosse dotato di sistema di accumulo, la differenza tra la potenza solare e quella richiesta dalla nostra abitazione verrebbe fornita dall’accumulo stesso che aiuterebbe i moduli fotovoltaici a fornire potenza all’inverter.

3 - Notte. Quando il sole tramonta, l’impianto fotovoltaico tradizionale cessa di funzionare, pertanto l’energia di cui le nostre utenze hanno bisogno viene prelevata dalla rete elettrica. Nel caso in cui invece il nostro impianto fosse dotato di accumulo, le  utenze verrebbero  alimentate dall’energia accumulata nelle batterie durante le ore diurne ed il nostro inverter continuerebbe a funzionare anche di notte.

Esempio applicativo

L'esempio seguente descrive il risparmio in bolletta conseguito dopo l'aggiunta di un sistema d'accumulo ad un impianto fotovoltaico da 3kW collegato ad utenza domestica i cui prelievi annui di energia elettrica sono di circa 3000kWh/anno. La fig1, mostra mese per mese i profili di produzione, prelievo e immissione con e senza sistema di accumulo. La fig.2 mostra come cambia la percentuale di autoconsumo dopo l'installazione dell'accumulo e la fig.3 mostra il risparmio annuo conseguito in bolletta, ovvero 331€. Generalmente il tempo di ritorno economico dell'investimento è di 7-8 anni, considerata la detrazione IRPEF del 50%.

Fig.1

                                                                                Fig.1

 

                                                                                                   Fig.2

 

                                                                                                       Fig.3