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Accumulatori a batteria stazionari negli edifici: aspetti generali

Solar Update Svizzera italiana ‐ Bellinzona, 27.6.2018

Claudio Caccia, Swissolar

Swissolar – Solar Update 2018 C. Caccia – Accumulatori, aspetti generali 2

Base - fonte

Opuscolo SvizzeraEnergia

«Accumulatoria batteria stazionari negli edifici»

Disponibile a breve in pdf su

www.svizzeraenergia.ch

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Temi trattati

1. Premesse

2. Aspetti generali da considerare nel valutare un eventuale sistema di accumulo

3. Possibili funzioni

4. Aspetti ambientali

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Premesse

La diminuzione dei costi delle batterie e la crescente esigenza di utilizzare nella propria casa l’elettricità solare autoprodotta stanno accelerando la diffusione delle soluzioni di accumulo.

Tuttavia, prima di installare un accumulatore a batteria si dovrebbe verificare se non sia possibile utilizzare l’elettricità solare prodotta in proprio già direttamente negli orari di soleggiamento, ad es. accendendo lo scaldacqua a mezzogiorno nelle belle giornate.

Una volta esaurite tutte le possibili misure per il consumo diretto di elettricità solare, può essere senz’altro opportuno l’impiego di un accumulatore a batteria.

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• Affinché l’accumulatore possa decidere quando immagazzinare o erogare energia elettrica, deve sapere se l’impianto FV sta attualmente producendo elettricità in eccesso o se le utenze hanno un fabbisogno di energia elevato.

• È quindi necessario un sistema di comunicazione tra impianto FV, utenze, collegamento di rete e sistema di accumulo.

• A seconda delle esigenze, tale sistema può essere più o meno complesso. Oggi la maggior parte dei sistemi di accumulo è collegata a internet e può essere comandata tramite un’App.

Comunicazione tra utenze e accumulo

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Certificato Minergie

La batteria contribuisce ad aumentare l’autoconsumo, 

migliorando così il bilancio energetico.

Commercio di energia

L’accumulo intermedio consente di sfruttare le oscillazioni dei prezzi 

dell’elettricità.

Backup

In caso di interruzione di corrente, la batteria 

può ripristinare l’alimentazione 

elettrica nell’edificio.

Indipendenza dalla rete

Le batterie aumentano il tasso di 

autoapprovvigionamento.

Potenza di regolazione

La potenza di regolazione generata 

dalle batteria può essere utilizzata per la 

stabilizzazione della rete elettrica europea.

Ottimizzazione dell’autoconsumo

La batteria aiuta a utilizzare una maggiore quantità di energia 

fotovoltaica direttamente nell’edificio.

p

Verde: funzione attualmente rilevante e 

disponibile

Giallo: funzione utilizzata in progetti pilota

/

Rosso: funzione attualmente non rilevante 

/ antieconomica

Mobilità elettric

Un veicolo elettrico pessere caricato con ensolare.  ottimizzazidella redditività del F

del veicolo.

Legenda

Taglio dei picchi

Grazie a una batteria, la potenza massima di immissione e prelievo può essere ridotta.

Supporto della rete

Gli accumulatori a batteria possono 

contribuire a regolare gli squilibri tra immissione in rete e consumo.

Una batteria – molte funzioni

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• L’elettricità solare in eccesso viene immagazzinata durante il giorno ed è a disposizione delle utenze alla sera e di notte. Quasi tutti i sistemi di accumulatori a batteria stazionari offrono oggi questa funzione. Per una casa unifamiliare, questo rappresenta al momento il modo più redditizio di risparmiare direttamente sui costi grazie alla batteria

• Tuttavia, un sistema a batteria costa di solito più di quanto si possa risparmiare con un maggiore autoconsumo. Vale quindi la pena verificare attentamente se la batteria possa svolgere anche altre funzioni (taglio dei picchi e/o backup).

Ottimizzazione autoconsumo

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• La modalità operativa “Ottimizzazione dell’autoconsumo” non riduce in genere l’immissione massima nella rete (ad es. in una giornata di sole durante le ferie estive), e non genera quindi uno sgravio della rete.

• I nuovi sistemi possono tuttavia sia alleggerire il carico sulla rete sia ottimizzare l’autoconsumo. In linea generale, nell’acquisto di un sistema di accumulo si consiglia in genere di scegliere un sistema che offra entrambe le funzioni.

Ottimizzazione autoconsumo

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Modalità di autoconsumo: l’autoconsumo viene incrementato (verde scuro), ma senza produrre un alleggerimento del carico sulla rete.

Modalità «ottimizzazione autoconsumo»

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• In genere, le grandi utenze elettriche (industria, ecc.) di solito pagano non solo per l’elettricità consumata, ma per un certo importo in base alla potenza massima prelevata. Se il sistema a batteria alimenta l’edificio proprio quando il consumo di energia elettrica è più elevato, la rete elettrica viene alleggerita e i costi vengono ridotti. Questa possibilità riguarda solamente gli utenti soggetti a tasse di potenza. I grandi sistemi di accumulo per l’industria e il commercio offrono perciò di norma questa funzione

• Ciò non è solitamente il caso per i sistemi di accumulo di piccoli dimensioni, ad es. in una casa unifamiliare.

Taglio dei picchi di potenza

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Modalità di taglio dei picchi di potenza: in questo modo la rete viene alleggerita.

Taglio dei picchi di potenza

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Accumulo di elettricità solare

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Piombo o litio?

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L’auto elettrica è adatta quale accumulatore?

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Accumulo allacciato sul lato corrente continua (DC)

Conveniente se installato insieme a un impianto FV

Elevata efficienza

‐ Richiede inverter «ibrido»‐ Dimensionamento da adeguare al PV‐ Minore flessibilità

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Accumulo allacciato sul lato corrente alternata (AC)

Possibilità di retrofit per impianti FV esistenti.

Modulare, flessibile.

‐ Minore interazione con il PV‐ Efficienza leggermente inferiore

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Redditività

La redditività di un sistema di accumulo a batteria è influenzato da:

• Investimento• Tariffe elettriche (acquisto dalla rete, immissione in rete)• Periodo di ammortamento• Capacità effettiva di accumulo• Numero di cicli, durata di vita, ecc.

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Redditività - payback

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Dimensionamento

Regole empiriche:

Regola 1: Capacità accu. [kWh] =Potenza PV [kWp] x 1.5

Regola 2:Capacità accu. [kWh] =Consumo annuo [kWh]/(2 x 365)

Scegliere la capacità dell’accumulatore minore tra quelle calcolate mediante le due regole empiriche.

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Stima autoconsumo

% di autoconsumo = f(PnFV, capacità batteria) per una casa unifamiliare con consumo elettrico di 6000 kWh/a

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Impatto ambientale - confronti

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Aspetti ambientali

• Ogni batteria agli ioni di litio contiene preziose materie prime. A seconda del tipo di batteria, queste includono litio, rame, nichel, cobalto, manganese e alluminio, così come grafite e titanio.

• Dal 2000 gli accumulatori a batteria sottostanno alla TRA (tassa riciclaggio anticipato). Il riciclaggio delle materie prime delle batterie agli ioni di litio e quindi lo smaltimento ecocompatibile sono tecnicamente fattibili e garantiti. Non essendo ancora possibile gestire il processo di recupero in modo economico, una parte dello smaltimento è finanziata dalla TRA

• Le batterie sono rifiuti speciali: restituzione e ritiro.• Trasporto: le batterie sono considerate sostanze pericolose