Come funzionano i sistemi di accumulo energia per le rinnovabili?

Sistemi di accumulo energia per le fonti rinnovabili

Le energie rinnovabili sono il futuro, non a caso sono sempre più diffuse anche negli ambienti domestici. La possibilità di ricavare energia ecosostenibile dalle fonti rinnovabili è ormai una realtà da parecchi anni.

Sebbene le fonti fossili siano ancora utilizzate per produrre la maggior parte dell'energia elettrica, anche in ambito domestico, le attuali tecnologie di realizzazione di impianti eolici, geotermici e fotovoltaici hanno fatto passi da gigante.

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Batterie di accumulo Eco9 di sonnenBatterie

Sistema di accumulo energia RESU 13 di LG Chem

Sistema di accumulo energia Solar Eclipse

Sistema di accumulo energia Sunny Boy prodotto da SMA Italia

Batterie di accumulo VARTA Pulse

Batterie di accumulo VARTA Element

Batterie di accumulo Tesla Powerwall 2

Sistema di controllo Energy Manager di SOLARWATT

Quello delle fonti rinnovabili rappresenta oggi uno dei settori in cui si investono più risorse, sia economiche che umane in termini di ricerca e sviluppo.

Pur essendo disponibili pressoché ovunque, le fonti rinnovabili hanno uno svantaggio: sono caratterizzate da una certa discontinuità. La loro disponibilità dipende infatti dalla presenza del sole o del vento nei vari periodi dell'anno, come pure nell'arco di ogni singola giornata.

Ecco perché una buona parte della ricerca del settore si è concentrata sul perfezionamento dei sistemi di accumulo di energia prodotta da fonti rinnovabili.
Anche per i piccoli e medi impianti domestici, siano essi fotovoltaici o eolici, sono oggi disponibili dei veri e propri sistemi di accumulo che mirano all'autosufficienza delle abitazioni.

Poter immagazzinare l'energia prodotta durante il giorno dai pannelli fotovoltaici, per poi utilizzarla nelle ore notturne, ad esempio, può consentire di aumentare la copertura del fabbisogno energetico della propria casa fino a oltre il 90%.

Il tutto con un notevole risparmio sulle bollette che è in grado di ripagare abbondantemente le spese di realizzazione del proprio impianto domestico.

Funzionamento dei sistemi di accumulo energia per le rinnovabili

I sistemi di accumulo energia per le rinnovabili sono costituiti da pochi componenti di massima:

• un'unità di controllo dello stoccaggio;
  
  
• un inverter per la trasformazione della corrente a uso domestico;
  
  
• una serie di batterie dove immagazzinare l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico, eolico o geotermico.

Tra i sistemi di accumulo energia di elevata qualità, rientra ad esempio il sistema prodotto da Solar Eclipse un sistema elettronico intelligente che accumula l'energia elettrica prodotta in eccesso dall'impianto fotovoltaico tradizionale. Può utilizzare le comuni batterie al piombo o al litio, e può essere collegato da una parte ai pannelli fotovoltaici e dall'altra all'inverter dell'impianto.

La semplicità d'installazione è uno dei punti di forza di questo prodotto, che può consentire di trasformare un comune impianto fotovoltaico in un sistema di accumulo energia ad alte prestazioni.
Il sistema RESU prodotto da LG Chem è un altro sistema di accumulo energia da fonti rinnovabili specifico, per gli impianti domestici e di medie dimensioni.

Dotato di sistemi di protezione contro le sovratensioni e le alte temperature; il sistema RESU si occupa di monitorare i processi di carica e scarica in modo autonomo e performante.

Lo si può inoltre controllare attraverso una specifica applicazione per smartphone e tablet, per tenere sotto controllo in tempo reale la quantità di energia immagazzinata dalle batterie e quella consumata dall'abitazione.
Altro sistema dalle grandi prestazioni è quello prodotto dall'azienda tedesca VARTA Storage Leader mondiale nel settore dello storage dell'energia elettrica, offre soluzioni di accumulo per gli impianti fotovoltaici residenziali di qualsiasi tipologia. Come ad esempio il sistema di storage trifase VARTA Element, o dal sistema VARTA Pulse, ambedue di facile installazione su qualsiasi tipologia di impianto fotovoltaico.

I sistemi di accumulo energia in dettaglio: le batterie

L'elemento principale dei sistemi di accumulo energia per le rinnovabili sono senz'altro le batterie. Da esse dipende infatti il buon funzionamento dell'impianto, e la lunga durata delle stesse. Le batterie sono anche il componente più costoso, nei sistemi di accumulo per le rinnovabili.

Ecco perché la scelta del modello e della marca delle batterie di accumulo va fatta con attenzione: è bene scegliere batterie di ottima qualità costruttiva e di lunga durata, per rinviare il più possibile il momento della loro sostituzione.

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Le batterie per i sistemi di accumulo energia per le rinnovabili vengono attualmente prodotte da alcune decine di aziende specializzate. Sono in genere del tipo al litio, circa il 70% del mercato complessivo, oppure al piombo, per il rimanente 30%. La durata media di una batteria di accumulo va dai 5 ai 15 anni, a seconda della tipologia e soprattutto dell'utilizzo più o meno intenso che ne viene fatto.

La ricerca tecnologica di questi ultimi anni si è concentrata in particolare sulle batterie di accumulo, dando luogo a prodotti dai prezzi sempre meno elevati e dalla durata sempre più lunga.


Tra i prodotti più tecnologicamente avanzati, rientrano ad esempio le batterie Eco9 prodotte dalla tedesca Sonnen
Le Eco9 sono batterie modulari che possono essere installate a cascata, fino a 9 elementi connessi tra loro. In questo modo è possibile realizzare un sistema di accumulo versatile e dimensionato in base alle esigenze energetiche domestiche, così come alle diverse potenze generate dagli impianti fotovoltaici di qualsiasi dimensioni.

La particolarità delle batterie Eco9 risiede nella tecnologia di costruzione, che utilizza il litio ferro fosfato (LiFePo4). Oltre a offrire una maggiore longevità, questa tipologia di batterie è più sicura rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio, come quelle usate in genere per smartphone, notebook e veicoli elettrici.

Il litio ferro fosfato è inoltre l'unica tecnologia che non contiene metalli pesanti e tossici: un motivo in più per preferirle, se non altro per una maggiore ecosostenibilità.

Centraline e sistemi di controllo

Le centraline di controllo dei sistemi di accumulo energia per le rinnovabili sono anch'esse oggetto di continue ricerche, volte a perfezionarne le funzionalità anche in base alle esigenze degli utilizzi domestici.

Possono ad esempio essere controllate anche da remoto, nei sistemi più moderni e avanzati, tramite apposite app integrabili con l'impianto elettrico della casa e con i sistemi di domotica.

Provvedono inoltre a segnalare i picchi di consumo e a prolungare la vita media delle batterie, bilanciando opportunamente i ciclo di carica e scarica, in funzione delle esigenze di utilizzo appunto.
Citiamo ad esempio l'Energy Manager prodotto dall'azienda SOLARWATT
Si tratta di un sistema smart che permette di monitorare, comandare e programmare il consumo energetico casalingo, in base al bisogno effettivo.

È infatti progettato per registrare autonomamente le abitudini energetiche, regolando di conseguenza la quantità di energia erogata dal sistema in base alle richieste abituali, riducendo gli sprechi e le carenze di energia.

Oltre a fornire indicazioni in tempo reale sui consumi energetici della casa, Energy Manager può essere associato ad altri sistemi di controllo degli impianti, compresi i sistemi domotici già installati nella propria abitazione.

Collegando il sistema all'Energy Portal di SOLARWATT, è inoltre possibile ottenere un rapporto dettagliato di quanta energia viene prodotta e di quanta viene consumata.

È infine in grado di modificare le impostazioni e i consumi degli elettrodomestici all'interno della casa, come pure accenderli o spegnerli anche da remoto, attraverso il proprio smartphone.