Accumulatori a batteria stazionari negli edifici: aspetti generali

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1 Accumulatori a batteria stazionari negli edifici: aspetti generali Claudio Caccia, Swissolar Solar Update Svizzera italiana Bellinzona, Base - fonte Opuscolo SvizzeraEnergia «Accumulatori a batteria stazionari negli edifici» Disponibile a breve in pdf su Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 2 1

2 Temi trattati 1. Premesse 2. Aspetti generali da considerare nel valutare un eventuale sistema di accumulo 3. Possibili funzioni 4. Aspetti ambientali Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 3 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. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 4 2

3 Comunicazione tra utenze e accumulo 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. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 5 Una batteria molte funzioni Ottimizzazione dell autoconsumo Taglio dei picchi Backup Certificato Minergie Mobilità elettric La batteria aiuta a utilizzare una maggiore quantità di energia fotovoltaica direttamente nell edificio. Grazie a una batteria, la potenza massima di immissione e prelievo può essere ridotta. In caso di interruzione di corrente, la batteria può ripristinare l alimentazione elettrica nell edificio. La batteria contribuisce ad aumentare l autoconsumo, migliorando così il bilancio energetico. Un veicolo elettrico p essere caricato con en solare. ottimizzazi della redditività del F del veicolo. Potenza di regolazione Supporto della rete Indipendenza dalla rete Commercio di energia Legenda Verde: funzione attualmente rilevante e disponibile La potenza di Gli accumulatori a Le batterie aumentano L accumulo intermedio Giallo: funzione utilizzata regolazione generata batteria possono il tasso di consente di sfruttare le in progetti pilota dalle batteria può essere contribuire a regolare gli autoapprovvigioname oscillazioni dei prezzi utilizzata per la squilibri tra immissione nto. dell elettricità. Rosso: funzione attualmente non rilevante stabilizzazione della rete in rete e consumo. / antieconomica elettrica europea. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 6 3

4 Ottimizzazione autoconsumo 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). Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 7 Ottimizzazione autoconsumo 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. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 8 4

5 Modalità «ottimizzazione autoconsumo» Modalità di autoconsumo: l autoconsumo viene incrementato (verde scuro), ma senza produrre un alleggerimento del carico sulla rete. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 9 Taglio dei picchi di potenza 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. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 10 5

6 Taglio dei picchi di potenza Modalità di taglio dei picchi di potenza: in questo modo la rete viene alleggerita. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 11 Accumulo di elettricità solare Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 12 6

7 Piombo o litio? Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 13 L auto elettrica è adatta quale accumulatore? Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 14 7

8 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 Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 15 Accumulo allacciato sul lato corrente alternata (AC) Possibilità di retrofit per impianti FV esistenti. Modulare, flessibile. Minore interazione con il PV Efficienza leggermente inferiore Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 16 8

9 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. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 17 Redditività - payback Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 18 9

10 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. Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 19 Stima autoconsumo % di autoconsumo = f(pn FV, capacità batteria) per una casa unifamiliare con consumo elettrico di 6000 kwh/a Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 20 10

11 Impatto ambientale - confronti Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 21 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 Swissolar Solar Update 2018 C. Caccia Accumulatori, aspetti generali 22 11