Le batterie di accumulo utilizzate negli impianti fotovoltaici permettono di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso dal fotovoltaico per poterla riutilizzare nei momenti in cui l’impianto non produce energia (es. di notte).
Tipologie di batterie di accumulo per Impianti Fotovoltaici
Le batterie per l’accumulo dell’energia autoprodotta con un impianto fotovoltaico, per poterla utilizzare temporalmente differita rispetto alla sua produzione, sono degli accumulatori di tipo elettrochimico e vengono prodotte con una vasta gamma di tecnologie costruttive riconducibili generalmente alle seguenti tipologie:
- Batterie di accumulo al Piombo – acido (a vaso aperto, ermetici e con elettrolita in gel)
- Batterie di accumulo agli Ioni di litio (li-ion) tra cui:ossido di litio-cobalto, litio-fosforo, litio-manganese, litio-ossido di nichel, litio- ferro-fosfato
- Batterie di accumulo al Nichel- metallo – idruro (NiMH)
- Batterie di accumulo al Nichel- cadmio (NiCd)
- Batterie di accumulo con Tecnologie ad alta temperatura (es. ZEBRA al nichel-cloruro di sodio)
Caratteristiche principali delle batterie di accumulo
Le principali caratteristiche che devono possedere i sistemi di accumulo per gli impianti fotovoltaici sono i seguenti:
- funzionamento continuo per garantire una costante capacità ad accumulare o erogare energia elettrica in grandi e piccole quantità
- erogazione di corrente sufficientemente grande
- lunga durata di vita nel funzionamento ciclico
- bassa manutenzione in esercizio
- costi ridotti
Confronto delle caratteristiche per tipologia di batteria di accumulo
In tabella si possono valutare i vantaggi e gli svantaggi offerti dai vari tipi di batterie di accumulo per impianti fotovoltaici; le tecnologie al piombo e al litio sono quelle che attualmente sono le più diffuse perché offrono valide prestazioni di funzionamento in rapporto ai costi ed alla durata.
Caratteristiche delle batterie di accumulo per impianti FV
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TIPO DI BATTERIA |
VANTAGGI |
SVANTAGGI |
| al Piombo – acido
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Le più diffuse, economiche e robuste
Buoni il rendimento di carica/scarica e il rapporto prestazioni/prezzo
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Pesanti e ingombranti |
| agli Ioni di litio (li-ion)
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In continua evoluzione tecnologica per migliorarne le prestazioni, molto sicure quelle con tecnologia litio- ferro-fosfato (LiFePO4) con aggiunta di polimeri
Durata più elevata rispetto a quelle al piombo acido. Molto diffuse |
Costo più elevato rispetto a quelle al piombo acido |
| al Nichel- metallo – idruro (NiMH) | la capacità doppia o tripla di un batteria NiCd di pari dimensioni e l’effetto memoria è meno significativo. | Densità volumetrica di energia è minore delle batterie Li-Ion, e l’autoscarica è maggiore. |
| al Nichel- cadmio (NiCd) | Possibilità di carica e funzionamento anche a basse temperature
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Effetto memoria e bassa densità di energia |
| con Tecnologie ad alta temperatura es. ZEBRA, (Zero Emission Battery Research Activities ) al nichel-cloruro di sodio) | Presentano alcune limitazioni nell’utilizzo dovute al mantenimento della elevata temperatura di lavoro di circa 250 °C |
Quando conviene installare le batterie di accumulo in un impianto fotovoltaico
Negli ultimi tempi si sta ampliando il dibattito se sia davvero conveniente installare le batterie di accumulo in un impianto fotovoltaico dato che sono ormai finiti gli incentivi statali e sia già stato chiuso il Quinto Conto Energia, mentre in Europa, specie in Germania, si progetta uno schema di incentivi e sostegnoalle batterie di accumulo per uso domestico.
L’associazione confindustriale delle imprese elettrotecniche e elettroniche (ANIE), ha recentemente pubblicato uno studio che analizza i possibili benefici degli incentivi ai microsistemi di accumulo residenziali e commerciali: in uno scenario di ipotetica stima ottimistica di una diffusione del 20%, su 25 milioni di famiglie in Italia, cioè 5 milioni di impianti fotovoltaici solari con batterie di accumulo, i risparmi sarebbero di oltre 500 milioni di euro l’anno.
Il bilancio del singolo utente finale porterebbe un ulteriore risparmio di circa 150 euro (nel caso di impianto fotovoltaico esistente e incentivato dal conto energia) e 170 euro (in caso di impianto nuovo non incentivato). Un beneficio annuo calcolato stimato al netto però dei costi dell’investimento iniziale.
ANIE stima che il costo delle batterie di accumulo si dimezzerà nei prossimi tre – cinque anni e ipotizza le seguenti proposte normative per facilitare la diffusione delle batterie di accumulo:
- un nuovo Conto Energia che incentivi l’autoconsumo
- l’estensione del bonus fiscale del 50% (per ristrutturazioni edilizie e risparmio energetico) all’acquisto dei sistemi di accumulo: l’agevolazione è ora riservata solo ai pannelli fotovoltaici (e compatibile con lo scambio sul posto).
Attualmente gli impianti fotovoltaici residenziali più efficienti, grazie anche agli incentivi e alla possibilità di risparmiare in bolletta sono quelli per l’autoconsumo con scambio sul posto, cioè quel meccanismo gestito dal GSE (Gestore Servizi Energetici) per cui si immette in rete l’energia prodotta ma non direttamente autoconsumata, per poi prelevarla in un altro momento. Il GSE, in merito alla possibilità di portare la modifica delle batterie di accumulo ad un impianto fotovoltaico già incentivato precisa testualmente quanto segue:
“Nelle more della definizione e della completa attuazione del quadro normativo e delle regole applicative del GSE per l’utilizzo dei dispositivi di accumulo, ai fini della corretta erogazione degli incentivi, non è consentita alcuna variazione di configurazione impiantistica che possa modificare i flussi dell’energia prodotta e immessa in rete dal medesimo impianto, come ad esempio la ricarica dei sistemi di accumulo tramite l’energia elettrica prelevata dalla rete. A tal proposito si rammenta che il GSE, nel caso in cui dovesse accertarne la sussistenza, nell’ambito delle verifiche effettuate ai sensi dell’art. 42 del Decreto Legislativo 28/2011, applicherà le sanzioni previste dal medesimo articolo, ivi inclusa la decadenza dal diritto agli incentivi e il recupero delle somme già erogate.”
Prezzi e Costo Batterie di Accumulo
Chi possiede già un impianto fotovoltaico e deve installare le batterie di accumulo deve sopportare un costo ancora più elevato, perché va a modificare l’impianto preesistente e se l’impianto è già ammesso agli incentivi del conto energia, la nota chiarificatrice del Gse (testualmente sopra riportata) indica che non si possono fare variazioni impiantistiche che modifichino i flussi dell’energia prodotta e immessa in rete, come ad esempio la ricarica dei sistemi di accumulo tramite l’energia elettrica prelevata dalla rete. In conclusione se si ha già il sistema di accumulo installato, bene; altrimenti si perdono sia l’incentivo statale sia le somme già erogate.
Esempio di costi di un impianto fotovoltaico con batterie di accumulo e stima risparmio economico
La tabella sintetizza un esempio dei costi di un impianto fotovoltaico con batterie di accumulo e stima risparmio economico.
| Tipologia impianto FV | Costi e risparmio economico |
| Impianto residenziale fotovoltaico da 4 KW | Circa euro 8000 |
| Impianto residenziale fotovoltaico da 4 KW con batterie di accumulo | Circa euro 12000 |
| Extraspesa per batterie accumulo | Circa euro 4000 |
| Per impianto fotovoltaico da 4 KW senza batterie di accumulo si ha la percentuale del 30% energia per non usata per autoconsumo da immettere in rete | Circa 600 euro di risparmio annuo |
| Per impianto fotovoltaico da 4 KW con batterie di accumulo si ha la percentuale del 50% 60% energia non usata per autoconsumo da immettere in rete | Circa 800 euro di risparmio annuo
Guadagno di 200 euro annui per impianto FV con batterie rispetto a un impianto senza Servirebbero quindi 20 anni per ammortizzare l’extraspesa iniziale, ma le batterie attuali durano mediamente 10 anni |
| Fonte: rielaborazione da stime dell’ing. Riccardo Caliari della rete Domotecnica | |
In Sintesi
Attualmente, come sempre accade con le nuove tecnologie, l’installazione di un impianto fotovoltaico con batterie di accumulo richiede costi maggiori rispetto ad un impianto fotovoltaico senza batterie e pertanto per favorire lo sviluppo e l’installazione di questi impianti servirebbero degli incentivi come ci sono stati per il fotovoltaico, per incoraggiarne e sostenerne lo sviluppo. Con il tempo poi le nuove tecnologie si perfezionano, i costi si abbassano e le prestazioni migliorano.
Vedi anche: Super bonus 110% batterie di accumulo per fotovoltaico.