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Inverter e sistemi di accumulo, un mercato in crescita

Come funziona un sistema di accumulo? Quanto si può risparmiare? Quale è il più adatto alle proprie esigenze? Ecco una breve guida per scoprirlo.

A cura di: Silvia Giacometti


Dopo aver approfondito con il Presidente di ANIE Rinnovabili Alberto Pinori le prospettive a livello nazinale per il mercato fotovoltaico, vi proponiamo in questo Approfondimento un'analisi dedicata a inverter e sistemi di accumulo.

 

Una delle questioni da sempre legate al fotovoltaico è l’impossibilità di usufruire dell’energia prodotta in qualsiasi attimo della giornata, a prescindere dalla presenza del sole.

 

I sistemi storage negli impianti fotovoltaici rappresentano un importante passo avanti nella direzione dell'autonomia energetica degli edifici, sia pubblici che privati, poiché come dice la parola stessa permettono di accumulare l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico e rilasciarla nel momento del bisogno.

sistemi di accumulo consentono finalmente di separare la fase della produzione da quella del consumo, dando ai fruitori la libertà di utilizzare l’energia autoprodotta in qualunque istante. Questo risulta particolarmente vantaggioso in quei momenti della giornata in cui l’impianto di per sé non potrebbe funzionare, come ad esempio durante le ore serali, momento in cui peraltro si registrano i più alti consumi di energia elettrica nelle abitazioni, o in caso di black-out.

Pur rappresentando un ottimo alleato per ridurre la spesa in bolletta, oggi chi acquista un sistema di storage lo fa in primis per uno spiccato interesse verso l’innovazione tecnologica e per un discorso più generale di sostenibilità ambientale.

 

Oltre al vantaggio di poter usufruire della propria energia quando necessario, un sistema di storage ben dimensionato consente il raggiungimento di livelli di autoconsumo fino al 90-100%, offrendo all'utente una quasi totale indipendenza e riducendo al minimo il prelievo di energia dalla rete. Tutto questo si traduce in un notevole risparmio in bolletta e, ovviamente, in una diminuzione degli sprechi energetici.

 

L’utilizzo di sistemi di accumulo sta assumendo quindi notevole interesse a seguito della ormai rilevante quota digenerazione da Fonti di Rinnovabili non Programmabili (fotovoltaico ed eolico) e della concomitante riduzione della produzione degli impianti tradizionali, programmabili (gasolio e carbone). Particolare interesse è rivolto ai sistemi di accumulo elettrochimico, per la loro modularità, scalabilità e versatilità. 

Cosa è un sistema di accumulo?

Un sistema di accumulo per un impianto fotovoltaico è un insieme di accumulatori o batterie che stoccano l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici e che non viene immediatamente consumata. Questo meccanismo accumula tutta l’energia prodotta durante la giornata e la rende disponibile secondo necessità (la sera e/o la notte) senza che sia necessario richiederla alla rete elettrica, con un notevole risparmio sulla bolletta.

 

I sistemi di accumulo possono essere di due tipi: lato produzione, ovvero installati insieme al sistema di controllo tra l’impianto fotovoltaico e l’inverter; post-produzione, ovvero installati a valle dell’inverter per i pannelli fotovoltaici.

sistemi lato-produzione sono costituiti da un unico inverter installato sul lato corrente continua che controlla contemporaneamente impianto e batterie. La distribuzione dell’energia avviene a seconda delle priorità: quando l’impianto è attivo vengono generalmente privilegiati i carichi attivi, cioè il fabbisogno di energia che si ha in quel momento nell’abitazione. Se l’energia prodotta è in eccesso, l’inverter provvederà a caricare le batterie. Quando invece l’impianto fotovoltaico non è in funzione, l’inverter preleverà l’energia esclusivamente dalle batterie.

sistemi post-produzione hanno pressoché lo stesso funzionamento, ma sono installati a valle dell’inverter, sul lato corrente alternata. In questo caso all’impianto viene aggiunto un kit costituito da un secondo inverter e dal pacco batterie. Questa soluzione è preferibile per coloro già in possesso di un impianto fotovoltaico, perché può essere integrata senza dover sostituire l’inverter già presente, a condizione che questo sia compatibile.

 

I sistemi di accumulo godono della detrazione fiscale del 50% in quanto fanno parte di un intervento mirato essenzialmente al risparmio energetico. La circolare 7/E dell'Agenzia delle Entrate ha chiarito che hanno diritto all’incentivo i sistemi storage installati sia contestualmente che successivamente all'impianto fotovoltaico.

 

ANIE Energia insieme a RSE – Ricerca sul Sistema Energetico, ha elaborato un documento apposito su questo tema, con l’obiettivo di evidenziare le opportunità che l’installazione di un sistema di accumulo elettrochimico è in grado di offrire agli operatori e al sistema elettrico, analizzandone vantaggi e criticità. Particolare attenzione è posta ad aspetti tecnici quali: la regolazione primaria di frequenza, l’inerzia sintetica, la regolazione di tensione, oltre che ai contributi potenzialmente offerti al mercato del bilanciamento ed alle applicazioni per la massimizzazione degli autoconsumi da generazione distribuita. Il documento è disponibile online sul loro sito a questo link.

 

Come tutti i prodotti, sia i sistemi di accumulo che gli inverter – che ricordiamo essere elementi fondamentali per il funzionamento dei pannelli FV poiché permettono di trasformare la corrente continua dei moduli fotovoltaici in comune corrente alternata di rete e di rimetterla nella rete pubblica, controllando anche contemporaneamente l’intero impianto - devono corrispondere a dei criteri di legge, ovvero devono essere conformi alle norme di connessione CEI 0-16 e CEI 0-21 (con una opportuna clausola per gli inverter fotovoltaici argomentata nell’intervista qui di seguito).

Batterie

Il funzionamento dei sistemi di accumulo è legato a delle batterie in grado di immagazzinare l’energia prodotta dall’impianto. Ad oggi ne esistono in commercio di diversi tipi, ognuno con caratteristiche e prezzi differenti. Le tipologie più diffuse sono attualmente due, quelle al piombo e quelle agli ioni di litio.

Le batterie al piombo sono più economiche e costituiscono una tecnologia affidabile, ma al tempo stesso hanno una vita utile minore, sono piuttosto ingombranti e devono obbligatoriamente essere posizionate in locali areati, perché producono gas idrogeno durante la fase di carica. Garantiscono un buon funzionamento solo se scaricate fino al 50% della loro capacità di accumulo nominale.

 

Le batterie agli ioni di litio sono di contro più leggere e meno ingombranti, hanno una vita utile molto più lunga, ma sono più costose. La percentuale di scarica può arrivare fino all’80% della capacità nominale, garantendo un numero di cicli maggiore e di conseguenza una più lunga durata.

 

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In questo articolo abbiamo cercato di capire meglio il funzionamento e lo sviluppo di questi sistemi attraverso una piccola intervista realizzata a Fabio Zanellini, Presidente della Commissione Tecnica di ANIE Energia.

 

Fabio Zanellini, Presidente della Commissione Tecnica di ANIE EnergiaQuali sono le caratteristiche principali di un inverter per impianti fotovoltaici?

In un impianto fotovoltaico, con o senza sistema di accumulo abbinato, gli inverter costituiscono l’interfaccia con la rete, essendo l’elemento smart che consente – tramite le proprie logiche di funzionamento – di immettere l’energia elettrica prodotta e di fornire i servizi di rete necessari al distributore di energia per la corretta erogazione del servizio. Tramite gli inverter, che devono essere dichiarati conformi alle norme CEI 0-21 per la connessione in bassa tensione e CEI 0-16 per la media tensione, vengono infatti erogati servizi quali la regolazione della potenza attiva, il rientro da un funzionamento in sovrafrequenza e la partecipazione al controllo della tensione tramite l’erogazione o l’assorbimento di potenza reattiva.

 

Che potenzialità hanno oggi i sistemi di accumulo e quale sarà il loro futuro?

I sistemi di accumulo elettrochimico hanno elevate potenzialità sia nel caso siano abbinati a impianti di produzione, tipicamente rinnovabili, sia che siano installati stand alone. Per un approfondimento sulle possibili opportunità che i sistemi di accumulo offrono si rimanda ai due Libri Bianchi che ANIE Energia ha pubblicato insieme a RSE. Nel più recente, per esempio, vengono mostrati alcuni studi relativi all’aumento del cosiddetto autoconsumo, ovvero la frazione di energia generata e consumata/immagazzinata istantaneamente dallo stesso utente. Altre applicazioni studiate, nelle quali risultano elevate convenienze di installazione di un sistema di accumulo, sono l’accoppiamento a un sistema di ricarica veloce di veicoli elettrici e l’installazione in isole minori non interconnesse.

 

In merito alla normativa, quali aspetti devono essere messi in evidenza per queste due tipologie di prodotto?

Le norme di riferimento sia per gli inverter fotovoltaici che per i sistemi di accumulo sono le norme di connessione CEI 0-16 e CEI 0-21. È importante sottolineare che gli inverter fotovoltaici devono essere dichiarati conformi alla norma di connessione singolarmente, mentre – allo stato attuale della normativa – non è possibile dichiarare conforme un inverter per sistema di accumulo; questo perché il sistema di accumulo, composto da batteria, inverter e controlli, deve essere provato e dichiarato conforme nel suo insieme. Nel caso in cui l’accumulo venga accoppiato ad un impianto fotovoltaico, questa regola vale sia per un sistema di accumulo collegato lato corrente alternata rispetto al fotovoltaico, e quindi dotato di un suo proprio inverter, sia per un sistema di accumulo collegato lato corrente continua, che quindi condivide lo stesso inverter con il fotovoltaico.

 

Le ultime novità proposte dalle aziende

ABB

REACT 2 di ABB è un inverter con sistema di accumulo che include una batteria agli ioni di litio di lunga durata e una capacità di accumulo che va dai 4 ai 12 kWh. Tale modularità consente di adattarsi facilmente alle esigenze delle singole abitazioni, ottimizzando la produzione energetica e aumentando le quote di autosufficienza energetica fino al 90%. La presenza di una batteria ad alta tensione (200 V) garantisce maggiore affidabilità e maggiore efficienza, fino al 10% in più, rispetto ad altre alternative a bassa tensione.

Inverter con sistema di accumulo React 2 di ABB


REACT 2 offre anche ampia flessibilità di installazione, grazie alle diverse possibili configurazioni di montaggio, e un’installazione facile e veloce grazie alla connessione “plug and play” e ad una app specifica per installatori. A fronte di una crescente domanda per soluzioni più intelligenti, REACT 2 trae vantaggio da ABB Ability, l’innovativa piattaforma di gestione su cloud e la soluzione digitale integrata in tutti i settori industriali, per offrire ai proprietari di casa una visibilità a 360 ° del loro utilizzo di energia solare.

 

SONNEN

SonnenBatterie eco 9.43 è un sistema di storage utilizzabile in abbinamento a impianti fotovoltaici, di cogenerazione, a generatori eolici oppure a pompe di calore per l'autoproduzione di energia ad uso domestico. Il sistema di accumulo Sonnen consente un incremento dell'autonomia energetica a tutti gli utenti che autoproducono energia elettrica. Grazie al sistema smart di elettronica integrata è possibile gestire giornalmente il consumo energetico e accumulare la produzione eccedente, utilizzabile in caso di necessità future.  

accumulatore SonnenBatterie eco 9.43


Il sistema modulare di SonnenBatterie eco 9.43 si dimostra adatto a diversi tipi di utenza: può essere acquistato per soddisfare capacità di 5 kW/h, 10kW/h e 15 kW/h e può essere espanso, in tempi successivi all'acquisto, grazie ai moduli appositi di capacità compresa tra i 2,5 kWh e 15 kWh.

SonnenBatterie eco 9.43 si serve della tecnologia al litio ferro fosfato caratterizzata da una maggiore durabilità nel tempo e un'elevata affidabilità e sicurezza del prodotto.

Questa tecnologia presenta una certificazione CEI 021 per luoghi domestici e garantisce il prodotto per 10 anni; oltre ad essere efficiente dal punto di vista energetico, si presta ad essere anche un oggetto di design, integrandosi perfettamente con qualsiasi ambiente domestico. SonnenBatterie eco 9.43 è un prodotto già pronto per l'installazione e ha la funzione di un vero e proprio Energy Manager, capace di controllare e ottimizzare i consumi di tutti gli elettrodomestici dell’abitazione.

 

FRONIUS

Fronius Energy Package è un sistema di accumulo trifase che offre al cliente tutta la flessibilità necessaria per soddisfare ogni esigenza, dal residenziale alle realtà alberghiere e arrivare alle 24 ore di sole.


L’inverter trifase Fronius Symo Hybrid permette di guardare al futuro: abbina le caratteristiche dell’inverter FV tradizionale alle proprie funzioni di carica/scarica della batteria, di bidirezionalità, di comunicazione e di backup. Questo permette di offrire anche una predisposizione dell’impianto in ottica di un inserimento della batteria successivo all’installazione. Abbinandolo a qualunque inverter FV classico, è possibile offrire soluzioni di accumulo su numerose taglie di impianti.

 

Fronius Energy Package Sistema di accumulo trifase

La Fronius Solar Battery garantisce al cliente una durata di oltre 20 anni ed elevata sicurezza delle componenti, grazie alla tecnologia Litio-Ferro-Fosfato. La sua modularità permette di scegliere la capacità di accumulo ideale in relazione ai consumi. Utilizzando lo stesso case si può variare la capacità da un minimo di 4,5 kWh fino a un massimo di 12 kWh, con profondità di scarica dell’80%. La Fronius Solar Battery è composta da rack di capacità pari a 1,5 kWh che, collegati in serie, generano la capacità desiderata. 
Lo storage Fronius è ideale sia per impianti nuovi sia come retrofit, grazie alla sua bidirezionalità. 

 

SENEC

Gli accumulatori SENEC.Home Li sono sistemi all-in-one con collegamento in AC, abbinabili a impianti fotovoltaici sia nuovi che esistenti e compatibili con tutti gli inverter fotovoltaici. A queste caratteristiche si aggiungono benefici aggiuntivi come la funzionalità di back-up e il sistema di monitoraggio incluso. Si contraddistinguono per qualità, massima flessibilità, montaggio semplice e garanzie elevate.  

SENEC.Home Li è costituito da un unico involucro (batterie a parte), di peso ed ingombro ridotti. Il sistema si installa a pavimento e non richiede ancoraggio. Tutti i pannelli sono asportabili facilmente grazie al fissaggio a calamita. Ciò agevola l’installazione iniziale e l’eventuale manutenzione successiva del sistema.

accumulatori SENEC.Home Li

SENEC.Home Li contiene fino a 4 batterie da 2,5 kWh di capacità utilizzabile ciascuna. Ciò consente un dimensionamento in base alle esigenze specifiche dell’utente e alle caratteristiche dell’impianto fotovoltaico e un eventuale ampliamento successivo nel caso in cui i consumi elettrici dovessero modificarsi nel tempo.

SENEC offre una garanzia fino a 14 anni su elettronica e batterie e per 12.000 cicli di carica completi delle batterie.
Con il certificato anti-rincaro, oltre i termini della garanzia SENEC offre la sostituzione delle batterie e dell‘inverter ad un prezzo fisso conveniente.

Gli accumulatori includono di serie un sistema di monitoraggio che consente di controllare da PC o smartphone l’impianto fotovoltaico e il sistema di accumulo.  Con la funzione di back-up aggiuntiva, l‘accumulatore SENEC mette al riparo dai black-out elettrici, garantendo l’alimentazione di alcune utenze collegate anche in caso di interruzione della fornitura elettrica.

 

ELMEC SOLAR

ZHERO SYSTEM è l'innovativo sistema di accumulo per il residenziale prodotto da UNE e distribuito da Elmec Solar.

Totalmente ecologico e made in Italy, il sistema è in grado di gestire in autonomia l’energia della casa grazie alle sue rivoluzionarie batterie con tecnologia sodio-nichel di FZSonick. Le batterie sono testate, efficienti e sicure, e grazie allo sfruttamento del sale, sostanza 100% green, eliminano il pericolo di combustione. 

Sistema di accumulo ZHERO SYSTEM di Elmec Solar

Il sistema “All-in-one” è in grado di gestire in autonomia il flusso dell'energia prodotta, senza sprechi e ottimizzando i consumi. Le batterie di Zhero sono disponibili nelle taglie da 10 e da 20 kWh, mentre l’inverter è nella taglia da 6 kW modulabile da 1 a 3 MPPT, da 6 a 18 stringhe.

Importante in Zhero è il suo sistema di backup che permette di utilizzare il flusso energetico stoccato e mantenuto nei momenti di black-out, quando il prelievo di energia dalla rete pubblica risulta impossibile. Grazie alla sua funzione di backup, Zhero è l’unico sistema sul mercato italiano ad aver ottenuto la certificazione CEI-021.

Gli studi effettuati sull’ottimizzazione delle energie rinnovabili consentono a Zhero System di fare un passo importante verso un futuro più sostenibile: la creazione di reti elettriche Owner Grid. L’utilizzo di Zhero in più abitazioni garantirebbe agli utenti della stessa rete di proprietà, di poter usufruire del surplus energetico generato dai propri sistemi di accumulo durante i periodi di deficit, abbattendo le emissioni dannose nell’ambiente ed estendendo l’autonomia energetica ad ampi spazi.

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