Dopo essersi avvicinato installazione di pannelli fotovoltaici, ci sembra logico affrontare il tema delle batterie, indispensabili per la realizzazione di un impianto solare autonomo o per aumentarne l'autoconsumo solare. Infatti, se hai optato per un'installazione ad isola e quindi non collegata alla rete elettrica, l'energia elettrica prodotta dai tuoi pannelli solari dovrà essere immagazzinata in batterie per poterla poi utilizzare al bisogno. In autoconsumo potresti anche voler immagazzinare parte della tua energia prodotta, anziché rivenderla direttamente in rete. Per fare ciò, sono disponibili diverse scelte di batterie.
Facciamo il punto sulle tecnologie delle batterie solari stazionarie nel 2022.
Promemoria su come funziona una batteria
La batteria è un dispositivo elettrochimico utilizzato per immagazzinare e quindi fornire elettricità. È costituito da due elettrodi: l'anodo e il catodo che bagnano entrambi in un liquido, una pasta o un gel chiamato elettrolita che è un mezzo che consente il trasferimento di elettroni, quindi elettricità.
Gli elettrodi reagiscono con l'elettrolita per convertire l'energia chimica in energia elettrica. Gli elettrodi infatti sono composti da diversi materiali che provocano una tensione elettrica poiché quando il circuito è chiuso l'anodo tende a cedere elettroni mentre il catodo tende ad attrarli. La batteria si scarica gradualmente durante questa reazione.
Durante la carica avviene un'inversione del processo chimico, consentendo la ristrutturazione degli elettrodi. Durante i cicli di scarica e carica della batteria, la batteria tende a consumarsi gradualmente, perdendo parte della sua capacità nel tempo. Questo è chiamato sensibilità alla scarica. Pertanto, a seconda del tipo di batteria utilizzata, la sensibilità alla scarica può variare, a volte aumentando o diminuendo notevolmente la durata della batteria. È quindi fondamentale scegliere il giusto tipo di batteria in base all'utilizzo desiderato.
Quali sono i diversi tipi di batterie?
Esistono tre tipi principali di batteria:
- I batterie al piombo sono i più conosciuti, i più antichi e i meno costosi da acquistare. In questa categoria, ad esempio, troviamo le batterie al piombo/acido utilizzate per avviare le auto. Le batterie al piombo complessive hanno una bassa densità di energia che consente loro un piccolo accumulo di energia in base al loro peso. Saranno quindi principalmente batterie pesanti da maneggiare, ma questo criterio non è molto importante nello stoccaggio stazionario. D'altra parte, queste batterie sono piuttosto adatte in situazioni in cui sarà necessaria una grande quantità di energia per essere fornita molto rapidamente.
- I batterie al litio, la cui tecnologia è l'ultima, hanno una vita più lunga ma sono molto più sensibili alla manutenzione. Il loro prezzo di acquisto è più alto, ma sta cominciando a diventare più democratico. La loro densità di energia è elevata, il che li rende batterie piuttosto leggere da maneggiare. Tuttavia, a causa della loro sensibilità elettrochimica, l'utilizzo delle batterie al litio richiede un Battery Management System o BMS, ovvero un circuito che permetta di riequilibrare la tensione tra ciascuna cella della batteria. Questo BMS può essere integrato o deve essere aggiunto a seconda del marchio scelto. Si tratta quindi di batterie che possono essere più complesse e costose da installare, ma che rappresentano una garanzia di sicurezza e prestazioni per un'installazione a lungo termine.
- I batterie al nichel sono la terza tecnologia disponibile. Si tratta di batterie robuste in grado di durare facilmente vent'anni se mantenute regolarmente. D'altra parte, si tratta di batterie che possono essere ricondizionate per aumentarne la durata. Tuttavia, le batterie al nichel possono causare problemi con l'ambiente e durante il riciclaggio. Le più inquinanti erano le batterie al Nickel Cadmio, fortunatamente oggi vietate.
Quale batteria utilizzare per il mio impianto solare: il nostro confronto?
Nonostante la crescita delle batterie al litio, la tecnologia delle batterie al piombo mantiene una quota di mercato dedicata al solare. In effeti; il loro prezzo vantaggioso le rende batterie interessanti per piccole installazioni. Soprattutto se devono essere utilizzati temporaneamente o per brevi periodi. Si tratta di batterie che hanno una vita media di circa dieci anni nel migliore dei casi e a condizione che venga rispettata la profondità di scarica consigliata.
Alcune batterie al piombo sono ottimizzate per scariche più profonde. Questo è particolarmente vero per le batterie AGM o opzs che possono avere caratteristiche molto interessanti per il tuo impianto solare, pur rimanendo all'interno di un budget ragionevole.
Le seguenti tabelle sono tratte dal video:
Confronto di batterie al piombo
| Tipo Di Batteria | Piombo/acido | AGM | Superciclo AGM | Gel | OPzS | opzv |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Prezzo medio di acquisto | Circa 100 euro al kWh | Circa 190 euro al kWh | Circa 250 euro al kWh | Circa 200 euro al kWh | Circa 340 euro al kWh | Circa 410 euro al kWh |
| Profondità di scarico | 80% | 100% | 90% | 80% | 80% | |
| Possibile numero di cicli a seconda della profondità di scarico | 30% = 800 cicli 50% = 500 cicli 70% = 300 cicli |
30% = 1500 cicli 50% = 600 cicli 70% = 400 cicli |
40% = 1000 cicli 60% = 700 cicli 100% = 300 cicli |
30% = 1800 cicli 50% = 750 cicli 70% = 500 cicli |
30% = 4400 cicli 50% = 2500 cicli 70% = 1350 cicli |
30% = 4600 cicli 50% = 2600 cicli 70% = 1400 cicli |
| velocità di scarico | Primavera | Accettabile | Primavera | Rapido | Rapido | |
| Densita 'energia | Debole (batteria pesante) | Debole (batteria pesante) | Più leggero delle batterie AGM standard | Debole (batteria pesante) | Debole (batteria pesante) | Debole (batteria pesante) |
| Effetto memoria | Debole | Nessun effetto memoria | Debole | Debole | Debole | |
| Prestazione | 80% | 95% | 90% | 85% | 85% | |
| BMS richiesto | no | no | no | no | no | |
| sigillatura | no | oui | oui | oui | no | oui |
| Manutenzione | A volte richiede l'aggiunta di liquidi ogni 6 mesi | Non richiede praticamente alcuna manutenzione | Richiede pochissima manutenzione | A volte richiede l'aggiunta di liquido | Non richiede praticamente alcuna manutenzione | |
In autonomia, o per installazioni più grandi, poter immagazzinare efficientemente l'energia prodotta diventa fondamentale. Le batterie al litio offrono molti vantaggi. Meno ingombranti, dotati di una migliore tenuta ma anche di una maggiore durata, gli aspetti pratici fanno presto dimenticare il loro prezzo di acquisto che resta più alto. Anche la loro durata è di circa dieci anni, ma la loro profondità di scarico è più flessibile, il che offre loro prestazioni migliori!!
Confronto di batterie al litio
| Tipo Di Batteria | Fosfato di ferro e litio LiFePO4 o LiFe |
Ossido di litio e titanio LTO |
|---|---|---|
| Prezzo medio di acquisto | Circa 480 euro al kWh | Circa 600 euro al kWh |
| Profondità di scarico | 95% | 95% |
| Possibile numero di cicli a seconda della profondità di scarico | 30% = 10000 cicli 50% = 4500 cicli 70% = 3000 cicli |
30% = 20000 cicli 50% = 9000 cicli 70% = 6000 cicli |
| velocità di scarico | Rapido | Rapido |
| Densita 'energia | Forte (batteria leggera) | Forte (batteria leggera) |
| Effetto memoria | Molto debole | Molto debole |
| Prestazione | 95% | 97% |
| BMS richiesto | oui a volte integrato |
oui |
| sigillatura | oui | oui |
| Manutenzione | Non richiede praticamente alcuna manutenzione | Non richiede praticamente alcuna manutenzione |
Infine, le batterie al nichel sono adatte per installazioni eseguite in condizioni complesse. Supportano lo scarico
profondo, sovraccarica e non richiede quasi nessuna manutenzione oltre ad essere impermeabile. D'altra parte, queste sono batterie che saranno sufficienti
costoso da acquistare. Tuttavia, saranno particolarmente utili per la realizzazione di installazioni in un sito isolato o in condizioni climatiche.
complessi.
Confronto batteria al nichel
| Tipo Di Batteria | NiCd (cadmio = inquinante) | NiMH | NiFe (nichel/ferro) |
|---|---|---|---|
| Prezzo medio di acquisto | Circa 400 euro al kWh | Circa 700 euro al kWh | Circa 500 euro al kWh |
| Profondità di scarico | 85% | 85% | 85% |
| Possibile numero di cicli a seconda della profondità di scarico | 70% = 2000 cicli | 70% = 2000 cicli | 70% = 2400 cicli |
| velocità di scarico | Rapido | Rapido | Abbastanza veloce |
| Densita 'energia | Forte (batteria molto leggera) | Forte (batteria molto leggera) | Forte (batteria leggera) |
| Effetto memoria | Consigli | Debole | Debole |
| Prestazione | 90% | 90% | 80% |
| BMS richiesto | facultatif | facultatif | no |
| sigillatura | oui | oui | oui |
| Manutenzione | Non richiede praticamente alcuna manutenzione | Non richiede praticamente alcuna manutenzione | Non richiede praticamente alcuna manutenzione |
Parallelamente ai criteri direttamente legati alla tecnologia delle batterie da utilizzare, devono essere presi in considerazione anche altri elementi. La capacità di accumulo è un punto importante, poiché la tua installazione deve essere in grado di immagazzinare tutta l'energia che produci. Anche la durata del periodo di garanzia è un punto interessante da studiare in quanto è un parametro abbastanza variabile a seconda dei diversi fornitori!! Infine, occorre prestare attenzione per garantire la compatibilità delle batterie scelte con il resto dell'impianto solare.
Come vengono riciclate le batterie a fine vita?
Il seguente video fornisce una panoramica del processo di riciclaggio delle batterie in Francia:
Ciò comporta il riciclo in più fasi che coinvolgono processi chimici volti, tra l'altro, al recupero di sali metallici purificati che possono essere utilizzati per produrre nuove batterie. Vista la complessità del riciclo, è facile comprendere l'interesse di utilizzare batterie che possono avere una vita notevole, riducendo così la necessità di cambiarle e quindi di riciclarle troppo spesso.
Per ottimizzare la vita delle vostre batterie, alcuni consigli possono essere utili. La conservazione delle batterie al chiuso e in un luogo temperato ne ottimizza le capacità. Le batterie infatti non sopportano bene il caldo o le temperature molto fredde, e non sono tutte uguali di fronte all'umidità. Ad esempio, la temperatura di esercizio ottimale per una batteria al piombo è di 19°C. In fase di installazione, invece, le batterie devono essere disposte in modo da lasciare uno spazio tra di loro. Durante il funzionamento, le batterie produrranno calore che può danneggiare rapidamente il dispositivo se non si fa nulla per evacuarlo correttamente. Infine, è importante rispettare le indicazioni fornite dal fornitore, in particolare per quanto riguarda la profondità ottimale di scarico.
Batterie virtuali? La batteria delle Start-Up!
Il settore dell'energia solare è in continua evoluzione e nuove soluzioni tecniche compaiono regolarmente. Quindi, se stai cercando di eseguire un'installazione, è possibile che ti sia imbattuto nei termini " batteria virtuale" , o " batteria termicae" durante la ricerca.
La batteria virtuale è una soluzione di accumulo di energia “on-grid”. L'energia in eccesso prodotta viene immessa nella rete del vostro fornitore, che deve essere compatibile, e può poi essere “ripresa” sotto forma di credito energetico autorizzato quando necessario. Tuttavia, questa soluzione richiede necessariamente un impianto di autoconsumo connesso alla rete. Ha anche un costo dal tuo fornitore di energia. Alcuni paesi stanno iniziando a tassare questa pratica come il Belgio con il Imposta sui prosumer.
Infine, la batteria termica consiste nell'immagazzinare energia non sotto forma di elettricità, ma direttamente sotto forma di calore, ad esempio in un bollitore. Questa opzione riduce drasticamente la redditività del tuo impianto solare poiché un kWh elettrico è molto più costoso di un kWh termico.