sistemi di accumulo officina energetica civitanova marcheI Sistemi di Accumulo (SdA) sono un insieme di dispositivi, apparecchiature e logiche di gestione e controllo, funzionali ad assorbire e rilasciare energia elettrica, previsti per funzionare in maniera continuativa in parallelo con la rete con obbligo di connessione di terzi o in grado di comportare un’alterazione dei profili di scambio con la rete elettrica (immissione e/o prelievo). Il sistema di accumulo può essere integrato o meno con un impianto di produzione (se presente).

La pubblicazione della delibera 642/2014/R/eel dell’AEEGSI, da cui è ripresa la definizione sopracitata, definisce ulteriori disposizioni relative all’installazione e all’utilizzo dei sistemi di accumulo, integrando la Delibera 574/2014/R/eel e recependo le Varianti alle Norme CEI 0-16 e CEI 0-21, che hanno l’obiettivo di introdurre alcune prescrizioni relative a tutte le fasi del funzionamento dei sistemi di accumulo (dall’avviamento, sincronizzazione e presa di carico, al funzionamento continuativo in parallelo alla rete, fino all’esercizio in tempo reale) per garantire il contributo dei predetti sistemi alla sicurezza e alla corretta gestione del complessivo sistema elettrico nazionale.

Pertanto, dal 21/11/2014, tutti i sistemi di accumulo rientranti nella definizione della Delibera 642/2014/R/eel, devono rispettare i requisiti tecnici dalla Variante 1 alla seconda edizione della Norma CEI 0-21 nella versione consolidata.

Inoltre, è bene precisare che, alcune configurazioni di simil-UPS presenti sul mercato, NON possono fungere da Sistema di Accumulo senza dover richiedere le autorizzazioni previste e possedere i requisiti necessari; chiunque installi un sistema che non necessita di richiesta di connessione al Gestore di Rete e non sia certificato CEI 0-21 si espone alle conseguenze di un impianto non conforme.

La normativa distingue i Sistemi di accumulo in:

  • monodirezionali, che possono assorbire energia elettrica solo dall’impianto di produzione;
  • bidirezionali, che possono assorbire energia elettrica sia dall’impianto di produzione che dalla rete con obbligo di connessione di terzi;
  • lato produzione, installato, o nel circuito elettrico in corrente continua (eventualmente anche integrato nell’inverter) o nel circuito elettrico in corrente alternata, nella parte di impianto compresa tra l’impianto di produzione ed il misuratore dell’energia elettrica prodotta (M2);
  • post produzione, installato nella parte di impianto compresa tra il misuratore dell’energia elettrica prodotta (M2) ed il misuratore dell’energia elettrica prelevata ed immessa (M1).

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*ad eccezione degli impianti fotovoltaici fino a 20 kW in scambio sul posto che accedono agli incentivi del 1° Conto Energia.

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Nel caso specifico, la funzione principale di un sistema di accumulo è quella dell’accumulo dell’energia prodotta in eccesso da un impianto fotovoltaico durante il giorno per poterla utilizzare di sera.

Come funzionanano

Di giorno, quando l’impianto fotovoltaico produce, una parte dell’energia viene autoconsumata e una parte, quella in surplus, viene convogliata, da un sistema di gestione, verso le batterie. L’inverter del sistema è pronto ad intervenire in caso di necessità o black-out.
Una volte che le batterie sono cariche, l’energia viene deviata verso la rete.
Nei sistemi bidirezionali le batterie possono essere caricate anche utilizzando la Rete, quando le tariffe energetiche sono basse.
La sera, l’energia stoccata nelle batterie durante il giorno, viene convogliata automaticamente verso le utenze domestiche, massimizzando l’indipendenza dalla Rete elettrica.
Così anziché acquistare energia dalla rete, a un prezzo che per i clienti residenziali è di circa 0,25 €/kWh, verrà utilizzata quella prodotta e stoccata di giorno nelle batterie.
Nel caso in cui le batterie sono scariche, il sistema torna in modalità Rete fino al nuovo giorno per la ricarica fotovoltaica.
In questo modo si riducono i costi in bolletta: in linea di massima con un autoconsumo del 70% il costo di un impianto fotovoltaico domestico con batterie, realizzato beneficiando delle detrazioni fiscali del 50%, viene ammortizzato in 7-8 anni.

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Caratteristiche e vantaggi nell’utilizzo dei sistemi di accumulo

  • detrazione fiscale del 50%;
  • costo reale del kWh per 20 anni a 10 cent/€;
  • versatile e modulabile con capacità di accumulo da 2 kWh a 16 kWh;
  • autoconsumo maggiore dell’80%;
  • monitoraggio del sistema via web;
  • service On Line con assistenza e possibilità di ottimizzazione parametri da remoto;
  • possibile attivazione automatica in caso di black out;
  • contatti programmabili per accensione e spegnimento automatici di elettrodomestici;
  • smaltimento batterie compreso;
  • bassi autoconsumi;
  • vita operativa delle batterie > 20 anni (Litio-Ferro-Fosfato).

Un recente studio afferma che il costo del kWh da un impianto fotovoltaico dotato di batteria nel nostro Paese si dimezzerà nel giro di 5 anni. Vorrebbe dire che in Italia entro il 2020 prodursi da soli l’elettricità e immagazzinarla in batterie costerebbe da meno della metà a un terzo rispetto ad acquistarla dalla rete.

Le batterie

Le tecnologie su cui sono basati gli accumuli elettrochimici in commercio sono diverse: ioni di litio, piombo, sodio, sodio-nichel, sodio-zolfo.

Le due tipologie di batteria più diffuse sono quelle al litio e quelle al piombo-acido.

Le batterie al piombo-acido sono più economiche, ma hanno una vita utile minore. Inoltre sono ingombranti e devono essere posizionate obbligatoriamente in locali areati, perché durante la fase di carica producono gas idrogeno.
Garantiscono buone durate solo con una profondità di scarica (DOD) del 50%, cioè solo se non scaricate per oltre la metà della loro capacità di accumulo nominale. Quindi uno storage al piombo-acido da 10 kWh nominali garantisce un accumulo utile di 5 kWh.
Tra quelle a piombo acido si distinguono le batterie VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid Battery), che sono delle particolari batterie adibite soprattutto alle applicazioni industriali. Questa tipologia di accumulatori differisce dalle classiche batterie al piombo in quanto sono realizzate secondo una tecnologia che non richiede manutenzione poiché non necessitano dell’aggiunta di acqua nelle celle.

Questi accumulatori, chiamati anche Sealed Battery (batterie sigillate), si presentano in commercio secondo due tecnologie costruttive:

  • AGM (a piastre piane);
  • OPzV (a piastre positive tubolari ed elettrolita in gel).

Le prime sono concepite principalmente per applicazioni tipo UPS, caratterizzate da scariche inferiori ai 10 minuti ma molto profonde, quindi non propriamente adatte per un uso ciclico, garantendo in genere dai 400 ai 700 cicli.

Le batterie OPzV invece, grazie alla conformazione tubolare delle piastre, sono concepite proprio per l’uso ciclico, garantendo fino a 2500 cicli di carica/scarica a parità di condizioni.

Tra le principali caretteristiche:sistemi di accumulo VRLA OPzVjpg officina energetica civitanova marche

  • celle da 2V da 150 Ah a 3000 Ah;
  • ottime prestazioni cicliche, anche a temperature elevate;
  • fino a 1500 cicli di scarica profonda;
  • efficienza di ricombinazione del gas > 99%;
  • massima efficienza di carica;
  • maggiore sicurezza contro i contatti accidentali;
  • nessuna manutenzione e nessun rabbocco;
  • facilità di installazione: verticale o orizzontale;
  • completamente riciclabili.

LifeCycles sistemi di accumulo civitanova marche

I vantaggi nell’impiego delle batterie al litio sono molti, tra cui l’alta densità energetica (energia per unità di massa: 150 Wh/kg), il peso ridotto, la longevità, i tempi di ricarica totale molto brevi (3 ore circa), la possibilità di effettuare ricariche parziali, la profondità di scarica anche oltre l’80% della capacità nominale e l’assenza di materiali tossici.

Batteria a litioTuttavia il costo è ancora superiore alle batterie al piombo, anche se la larga diffusione di questi ultimi anni ne ha favorito una drastica riduzione; secondo uno studio del Massachussets Institute of Technology (MIT), i costi si ridurranno ulteriormente nei prossimi anni fino ad arrivare intorno ai 100 dollari (circa 70 euro) nel 2030.

Le batterie agli ioni di litio si differenziano tra loro, oltre che per la tecnologia dell’elettrolita (liquido o polimerico) anche per quella dei materiali catodici ed anodici.

Gli accumulatori al Litio-Diossido di Cobalto (LiCoO2) presentano una buona capacità di immagazzinare ioni di litio, ma risultano critici quando si verifica la sovraccarica della cella, che può determinare il rilascio di grande quantità di calore. Inoltre la lieve tossicità e l’elevato costo del cobalto ha determinato recenti sforzi per cercare alternative migliori.
Per migliorare la stabilità e ridurre i costi sono oggi realizzati catodi composti di ossidi misti a tre elementi di transizione a base di nichel/cobalto come l’NCA, NMC, che permettono di ottenere prestazioni superiori dell’ossido di cobalto con prezzi decisamente inferiori.Litio-Ferro-Fosfato
Un altro tipo di catodo è costituito da ossido di manganese (LiMn2O4) che presentano una maggiore stabilità termica rispetto al nichel/cobalto e quindi una più elevata sicurezza.
Negli ultimi anni hanno preso sempre più spazio le batterie al Litio-Ferro-Fosfato, chiamate anche LiFePO4 o semplicemente LFP, in virtù del basso costo e della maggiore sicurezza offerta come conseguenza del basso potenziale elettrochimico.

Il materiale anodico maggiormente utilizzato è il carbonio nella forma allotropica della grafite, poiché permette di ottenere una capacità prossima a quella del litio metallico. Come materiale anodico alternativo al carbonio ed alla grafite, è possibile utilizzare ossidi di titanio (LTO) che possono garantire un’elevata potenza, una lunga durata ed una estrema sicurezza sia a basse temperature (-30°C) che ad alte temperature (+70°C).

Tra le principali caretteristiche:

  • almeno 10.000 cicli di carica completi;
  • profonditá di scarica (DOD) > 90%;
  • peso ridotto a circa 15 kg/kWh accumulato;
  • efficienza di conversione 95%;
  • garanzia di almeno 10 anni.

A questo punto una domanda molto frequente è se convenga ancora puntare sulle batterie al piombo rispetto a quelle al litio.

La risposta è “no”, perché il divario di costo si è molto ridotto: ora una buona batteria al piombo-gel per applicazioni solari, ha un prezzo “solo” del 30% circa inferiore rispetto a un dispositivo di pari prestazioni al litio. Il piombo, però, può incorrere in diversi incidenti di percorso, dovuti soprattutto a un uso improprio dei sistemi, ad esempio una scarica profonda con solfatazione o una perdita di efficienza dovuta a surriscaldamenti.
Il rischio, quindi, è dover intervenire con una manutenzione già dopo pochi anni o addirittura pochi mesi. Peraltro queste batterie, se non fanno parte di un sistema integrato, vantano una garanzia di 3-5 anni contro una media di 10 per il litio.