Una domanda nella quale ci si imbatte spesso è la seguente: “È possibile aggiungere sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti?”. O ancora: “Se acquisto ora un impianto fotovoltaico senza sistema di accumulo, potrò in futuro decidere di installare un sistema di accumulo, senza dover mettere in conto modifiche importanti del mio impianto?”.

La risposta è affermativa: è possibile aggiungere un sistema di accumulo al proprio impianto fotovoltaico già installato, a patto di identificare il corretto dimensionamento del sistema di accumulo, al fine di ottenere il massimo beneficio dal proprio investimento, sia in termini di autosufficienza energetica (cioè di risparmio in bolletta), sia in termini di effettiva copertura del fabbisogno energetico. 

In questa guida, procederemo insieme, passo dopo passo, a comprendere insieme i concetti fondamentali.

Per arrivare al nocciolo della questione, partiremo dalle basi, fornendo una descrizione del sistema di accumulo e del suo funzionamento.

Questo ci aiuterà a procedere spediti verso l’argomento che ci interessa: la scelta dei sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti.

Buona lettura!

Cos’è un sistema di accumulo fotovoltaico

Un sistema di accumulo fotovoltaico è una batteria ricaricabile collegata al tuo impianto fotovoltaico, con una funzione ben precisa: immagazzinare l’energia in surplus prodotta dall’impianto fotovoltaico, per utilizzarla in un secondo momento.

Come funziona un impianto fotovoltaico

Di solito, in assenza di batteria di accumulo, l’impianto fotovoltaico è progettato per un utilizzo istantaneo dell’energia prodotta: ciò significa che l’energia prodotta durante le ore solari può essere adoperata solo al momento della produzione, mentre quella non adoperata viene ceduta alla rete. 

Al momento dell’installazione dell’impianto, oltre ai vari componenti, viene installato un contatore bidirezionale, che monitora l’energia elettrica in entrata e in uscita: la funzione di questo dispositivo è calcolare l’energia che prendi dalla rete e quella che, invece, cedi.

Quando, in assenza di sole, accendi i tuoi dispositivi elettrici, prelevi dalla rete energia elettrica, che ti viene conteggiata sulla bolletta elettrica.

Tuttavia, attraverso meccanismi come lo Scambio sul Posto e il Ritiro Dedicato, trasformi l’energia ceduta in precedenza in un credito che viene calcolato sulla bolletta elettrica o ricompensato attraverso un corrispettivo in denaro.

Attenzione!
Stando agli attuali aggiornamenti (Novembre 2024), dal 1 gennaio 2025 è prevista l’uscita dal regime di Scambio sul Posto in favore del Ritiro Dedicato. 

Cosa succede se installi un sistema di accumulo

Se installi un sistema di accumulo, l’energia prodotta in surplus dal tuo impianto fotovoltaico viene immagazzinata all’interno della batteria, per poter essere utilizzata quanto ti occorre.

In questo modo, sei più autonomo, riduci il prelievo di energia dalla rete e massimizzi il risparmio sulla bolletta elettrica.

Come è facile intuire, non sempre è possibile o facile consumare in maniera istantanea l’energia prodotta dall’impianto: in media, secondo il GSE, riusciamo a consumare solo il 30% dell’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico, cedendo il resto alla rete.
Ecco che, quindi, un accumulo fotovoltaico rappresenta una soluzione ottimale per disporre autonomamente e liberamente della propria energia elettrica. 

Come funziona un sistema di accumulo?

Per capire come funzionano le batterie di accumulo, è utile approfondire alcuni aspetti tecnici, che ci aiuteranno meglio ad afferrare i concetti che vedremo successivamente, nella sezione dell’articolo dedicata alla scelta dei sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti.

Partiamo, quindi, dal comprendere che le batterie di accumulo, nella progettazione dell’impianto fotovoltaico, possono essere collocate sia lato produzione, sia lato post-produzione: una scelta che incide sull’efficienza e sulla complessità dell’installazione:

• Lato produzione: in questa configurazione, la batteria è posizionata tra i pannelli solari e l’inverter. Questo permette di gestire direttamente la corrente continua prodotta dai pannelli, minimizzando le conversioni energetiche e aumentando l’efficienza complessiva del sistema. Tuttavia, questa soluzione richiede un inverter specifico e può essere più complessa da installare.

• Post-produzione: in questo caso, la batteria è installata a valle dell’inverter, cioè sul lato della corrente alternata. Questa configurazione è più semplice da integrare in impianti fotovoltaici esistenti, poiché non richiede la sostituzione dell’inverter. Tuttavia, le perdite energetiche dovute alle conversioni da continua ad alternata e viceversa sono leggermente superiori rispetto alla configurazione lato produzione.

Vuoi capire qualcosa in più sulla progettazione di un impianto fotovoltaico? Abbiamo scritto un articolo dedicato proprio allo schema dell’impianto fotovoltaico.

Passiamo ora a comprendere un’altra nozione che sarà utile quando si tratterà di scegliere e dimensionare il nostro sistema di accumulo: Monodirezionale o bidirezionale: quale scegliere?

• I sistemi monodirezionali consentono esclusivamente la carica della batteria tramite l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico. Sono più semplici e meno costosi, ma offrono una minore flessibilità.

• I sistemi bidirezionali sono più versatili, permettono sia la carica della batteria tramite l’energia fotovoltaica, sia la scarica dalla rete elettrica. Questa caratteristica è particolarmente utile in presenza di tariffe elettriche differenziate, che premiano il consumo nelle ore notturne.

Dulcis in fundo, per comprendere meglio il funzionamento di una batteria di accumulo e in vista di una maggiore comprensione degli aspetti che riguardano scelta e dimensionamento di questo componente, un’ultima importante distinzione va fatta tra sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici off grid e sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici collegati alla rete:

• Impianti off-grid: sono completamente  indipendenti dalla rete elettrica. Vanno, dunque, dotati di un sistema di accumulo di dimensioni adeguate per garantire l’autonomia energetica anche in assenza di irraggiamento solare. 

Si tratta di impianti generalmente installati in zone remote, dove l’allaccio alla rete potrebbe risultare troppo complesso o dispendioso, o per chi desidera una completa indipendenza energetica.

• Impianti on-grid: sfruttano la rete come un grande serbatoio energetico. L’energia in eccesso prodotta dall’impianto viene immessa in rete, mentre l’energia necessaria viene prelevata dalla rete stessa quando l’autoconsumo non è sufficiente. 

In questo caso, l’aggiunta di un sistema di accumulo permette di ottimizzare l’autoconsumo e di ridurre la dipendenza dalla rete elettrica.

Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti: perché conviene installarli?

Anche se abbiamo già accennato al risparmio economico e all’ottimizzazione dell’energia prodotta dall’impianto, in questa sezione vediamo meglio perché conviene installare i sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici già esistenti.

Nello specifico, cercheremo di approfondire meglio questi due aspetti, concretizzando il vantaggio in termini pratici ed economici.

Un accumulo fotovoltaico ti garantisce maggiore autonomia energetica

L’abbiamo già detto: un accumulo fotovoltaico ti permette di tenere da parte l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico, per adoperarla nei momenti in cui i pannelli fotovoltaici non producono energia.

Analizziamo meglio la situazione, entrando nel vivo di una situazione pratica.

Considera ad esempio una famiglia media, composta da due genitori che lavorano dalle 8 alle 17 e un figlio, che frequenta la scuola negli stessi orari.

In questa specifica situazione, tutti i componenti della famiglia saranno fuori casa per un terzo della giornata, rientrando quasi sempre quando il sole tramonta o poco prima.

In altre parole, utilizzeranno gli elettrodomestici nella fascia oraria del tardo pomeriggio o della sera, cioè proprio quando i pannelli solari non producono energia solare, perché il sole non c’è.

In una buona percentuale di situazioni la gran parte del consumo energetico si concentra proprio nella fascia oraria serale, quando, in assenza di un sistema di accumulo, è necessario prelevare dalla rete elettrica.

Installare un accumulo fotovoltaico ti consente di avere a disposizione l’energia che il tuo impianto ha prodotto durante il giorno, incrementando la tua indipendenza energetica dal 30%, che abbiamo menzionato in precedenza, all’80/90%. 

Questo, in sintesi, vuol dire azzerare quasi l’importo della bolletta elettrica. 

Massimizzi il tuo investimento

Se proietti questo risparmio energetico nel medio e lungo periodo, ti rendi subito conto di quanto sia conveniente il tuo investimento.

Generalmente ci si trova spiazzati o spaventati dall’ipotesi di investire un budget più elevato per un sistema di accumulo, pensando ai vantaggi di altre soluzioni, come il Ritiro Dedicato, che permettono di sfruttare la rete come un sistema di accumulo virtuale.

La considerazione non è errata, ma con un sistema di accumulo adoperi tutta la tua energia, risparmiando il suo costo per intero, mentre il GSE paga l’energia che immetti in rete con una tariffa leggermente più bassa rispetto al prezzo di mercato. 

Se parliamo, quindi, in termini prettamente economici, un sistema di accumulo rappresenta un investimento conveniente, soprattutto se ragioni prendendo come riferimento un periodo medio-lungo. 

Un sistema di accumulo ti permette di essere più amico dell’ambiente

Utilizzando esclusivamente l’energia prodotta dal tuo impianto fotovoltaico, adoperi solo energia pulita e rinnovabile, poichè non hai necessità di attingere alla rete nazionale, la cui energia è prodotta anche da fonti fossili.

Oltre a questo, non subisci più le cosiddette “perdite di rete”, ossia quella percentuale di energia elettrica che si disperde nel processo di distribuzione attraverso la rete elettrica.

Puoi beneficiare di agevolazioni fiscali per il fotovoltaico 

Anche se le agevolazioni fiscali per l’installazione di impianti fotovoltaici sono destinate a subire significative modifiche nel 2025, di seguito ti forniamo una breve panoramica di quelle che sono ancora accessibili entro il 31 dicembre 2024, per poter risparmiare sul tuo investimento:

• Il Superbonus 70% ti permette di ottenere una detrazione del 70% sulle spese sostenute è stata introdotta per incentivare la ristrutturazione e il miglioramento energetico degli edifici esistenti. Per poter beneficiare di questa agevolazione, è necessario realizzare interventi che portino a un significativo miglioramento della classe energetica dell’edificio, come l’isolamento termico delle pareti o la sostituzione dell’impianto di riscaldamento. Tuttavia, è importante sottolineare che questa aliquota particolarmente vantaggiosa è destinata a scadere: dal 2025, la detrazione sarà ridotta al 65%.

• Il Bonus ristrutturazioni, invece, è un’agevolazione più ampia che si applica a una vasta gamma di interventi edilizi, tra cui l’installazione di impianti fotovoltaici. Questa detrazione, pari al 50% delle spese sostenute, può essere utilizzata sia per l’abitazione principale che per le seconde case. Tuttavia, a partire dal 2025, l’aliquota per le seconde case verrà ridotta al 36%.

Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti: guida alla scelta

Ora che abbiamo visto le nozioni di base sui sistemi di accumulo, possiamo passare al nocciolo della questione: come si opera la scelta dei sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti. 

Vediamo insieme, punto per punto, quali sono le questioni essenziali da affrontare.

Le tipologie di batterie fotovoltaico esistenti

Abbiamo visto che, dal punto di vista dell’installazione, i sistemi di accumulo si distinguono per essere collocati tra i pannelli e l’inverter o dopo il contatore, dal lato della corrente alternata.

Abbiamo anche visto come si possa optare per un sistema di accumulo bidirezionale o monodirezionale, in base alla possibilità di ricaricare le batterie anche dalla rete o solo dall’impianto.

In questo paragrafo, vedremo insieme le diverse tipologie di accumulo fotovoltaico disponibili.

Come potrai constatare, la scelta è ampia: la varietà è data da diverse caratteristiche tecniche e di durata dei sistemi di accumulo, che influiscono sul costo del componente.

Tra queste che ti elenchiamo, per questioni di completezza ed esaustività, quelle più diffuse sono le batterie al piombo acido e quelle agli ioni di litio: le prime rappresentano la soluzione più economica e la tecnologia più collaudate, mentre le seconde sono la soluzione più efficiente, in termini di performance e durata, ma anche la più costosa.

Ecco quali sono i sistemi di accumulo fotovoltaico puoi trovare attualmente in commercio:

• Batterie al piombo-acido: storicamente le più diffuse, queste batterie offrono un buon rapporto qualità-prezzo. Sono disponibili in diverse varianti, come le AGM (Absorbed Glass Mat) che offrono maggiore resistenza e durata. Tuttavia, presentano alcuni limiti: peso elevato, durata limitata (circa 5 anni) ed effetto memoria. Sono adatte per applicazioni meno esigenti e per chi cerca una soluzione economica.
  
• Batterie al litio: offrono un’elevata densità energetica, una lunga durata (oltre 15 anni) e un numero elevato di cicli di carica e scarica. Sono più leggere e non soffrono dell’effetto memoria. Il loro costo, inizialmente elevato, si sta progressivamente riducendo grazie alle economie di scala e alle continue innovazioni. Sono ideali per chi cerca il massimo delle prestazioni e un investimento a lungo termine.
  
• Batterie AGM: un buon compromesso tra le batterie al piombo-acido e quelle al litio. Offrono una maggiore durata e resistenza rispetto alle tradizionali batterie al piombo-acido, ma a un costo leggermente superiore. Sono particolarmente adatte per applicazioni che richiedono un’elevata capacità di erogazione di corrente in brevi periodi.
  
• Batterie al gel: simili alle AGM, le batterie al gel utilizzano un elettrolita in gel, offrendo una maggiore sicurezza e una durata di vita più lunga. Sono un’ottima scelta per chi cerca una soluzione affidabile e duratura, a un costo leggermente inferiore rispetto alle AGM.
  
• Batterie LFP (Litio Ferro Fosfato): sempre più diffuse, si distinguono per una maggiore sicurezza, una lunga durata e un costo più contenuto rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio. Sono ideali per applicazioni stazionarie come l’accumulo di energia fotovoltaica.

Come si sceglie una batteria di accumulo fotovoltaico: capacità, cicli di carica/scarica e potenza

Uno dei criteri fondamentali per scegliere il tuo sistema di accumulo ideale è valutare tre requisiti fondamentali della batteria, che sono la capacità, il numero di cicli di carica e scarica e la potenza.

Vediamo cosa indica ciascuno di essi e perché è importante nella scelta della batteria migliore.

La capacità e la potenza della batteria di accumulo

Affinché il tuo impianto fotovoltaico sia massimamente efficiente e che tu possa disporre del quantitativo di energia sufficiente a soddisfare le tue esigenze energetiche in assenza di luce solare, è fondamentale valutare accuratamente la capacità e la potenza della batteria di accumulo.

In parole semplici, bisogna accertarsi che la batteria abbia una capienza tale da garantirti lo stoccaggio del giusto quantitativo di energia e che sia in grado di erogare quella energia con la giusta potenza, per ottenere un’efficienza ottimale. 

Nel paragrafo successivo vedremo come si calcolano questi due parametri per installare sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici già esistenti.

Non sottovalutare i cicli di carica/scarica del sistema di accumulo

Il cuore del funzionamento di una batteria risiede nei cicli di carica e scarica. Durante la carica, l’energia elettrica viene immagazzinata all’interno della batteria attraverso reazioni chimiche che legano gli ioni agli elettrodi. Questa energia potenziale viene poi rilasciata sotto forma di corrente elettrica quando la batteria viene collegata a un circuito. Ogni ciclo di carica e scarica comporta un lieve deterioramento degli elementi interni della batteria, riducendone gradualmente la capacità nel tempo. Il numero di cicli che una batteria può sopportare prima di dover essere sostituita varia a seconda della tecnologia utilizzata e può arrivare a migliaia, come nel caso delle batterie al litio.

Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti

Dimensionare correttamente un sistema di accumulo fotovoltaico richiede un’analisi attenta dei consumi energetici domestici e delle caratteristiche dell’impianto fotovoltaico.

Le informazioni fondamentali riguardano il consumo energetico totale annuale e le modalità di consumo giornaliere e durante il corso dell’anno. 

Questi dati, ricavabili dalle bollette elettriche e da strumenti di monitoraggio, permettono di individuare i momenti in cui l’energia prodotta dall’impianto non è sufficiente a soddisfare il fabbisogno e di dimensionare di conseguenza la capacità di accumulo. 

Un dato non trascurabile è la potenza dell’impianto fotovoltaico, che gioca un ruolo cruciale: un impianto più potente produce più energia da immagazzinare e richiede una batteria che sia dimensionata in modo adeguato per evitare sprechi. 

Se dobbiamo installare sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti, abbiamo a disposizione i dati provenienti dai sistemi di monitoraggio, che ci permettono di sapere l’energia prodotta dall’impianto in un arco di tempo determinato, il modo in cui l’energia viene adoperata.

Queste informazioni si rivelano preziose per dimensionare il sistema di accumulo fotovoltaico.

Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti: la formula per calcolare il corretto dimensionamento

Cosa ti serve? La tua bolletta dell’energia elettrica o i dati di cui disponi dai tuoi sistemi di monitoraggio.  

Qui troverai un riepilogo dei tuoi consumi suddivisi per fasce orarie (F1, F2 e F3). Visto che parliamo di sistemi di accumulo, le fasce che ci interessano maggiormente sono la F2 e la F3, che corrispondono alle ore serali e notturne, quando il tuo impianto fotovoltaico non produce energia.

Come procedere?

1. Somma i consumi delle fasce F2 e F3, in modo da sapere quanta energia consumi mediamente nelle ore serali e notturne, ovvero quando potresti utilizzare l’energia accumulata dalla batteria.
2. Confronta con l’energia immessa in rete: verifica sulla bolletta quanta energia hai immesso in rete, in modo da conoscere l’energia in eccesso che hai prodotto e che hai ceduto al gestore.
3. Scegli la formula giusta: a seconda del rapporto tra l’energia immessa in rete e il consumo delle fasce F2 e F3, utilizzerai una formula diversa per calcolare la capacità della tua batteria:
4. Se hai immesso in rete molta più energia di quella che consumi la sera e la notte, stai producendo molta più energia di quanta ne consumi, puoi utilizzare la formula: [(F2+F3) x 0,8] : 365.
5. Se hai immesso in rete una quantità di energia intermedia (cioè meno del 50% di quella che consumi) puoi utilizzare la formula: energia immessa (in kWh) : 365.
6. Se hai immesso in rete poca energia: Potrebbe essere più conveniente aumentare la potenza del tuo impianto fotovoltaico prima di installare una batteria.

Un esempio pratico: se consumi 10 kWh al giorno nelle fasce F2 e F3 e immetti mediamente in rete 12 kWh al giorno,  puoi utilizzare la prima formula: [(10 kWh + 10 kWh) x 0,8] : 365 = 4,4 kWh. Ciò significa che una batteria da circa 4,4 kWh potrebbe essere sufficiente per le tue esigenze.

Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti: dove e come si installano le batterie

Dulcis in fundo, passiamo a darti alcune informazioni finali sull’installazione delle batterie di accumulo fotovoltaico.

Dopo aver determinato la capacità necessaria della batteria, è, infatti, fondamentale scegliere il luogo ideale per installarla. 

Un locale interno, come un garage o una cantina, è generalmente preferibile per proteggere le batterie da agenti atmosferici, urti e sbalzi di temperatura. L’ambiente che ospita il sistema di accumulo dovrebbe, inoltre, essere ben ventilato e asciutto,per garantire un corretto funzionamento e una lunga durata delle batterie. 

Tuttavia, sono numerosi i casi in cui l’installazione esterna può rappresentare l’unica opzione praticabile: in questo caso, si adoperano contenitori specifici, resistenti alle intemperie e dotati di sistemi di ventilazione adeguati. 

Un aspetto cruciale è sempre la sicurezza: le batterie, soprattutto quelle al litio, devono essere installate rispettando rigorosamente le normative vigenti e seguendo le indicazioni del produttore. 

Per approfondire: la norma di riferimento è la CEI EN 50272-2.

La scelta del luogo di installazione incide anche sulla facilità di manutenzione e controllo: se hai possibilità di collocarla all’interno di un locale facilmente accessibile, sarà possibile effettuare controlli periodici e interventi di manutenzione in modo rapido e sicuro. 

Non sottovalutare che un altro aspetto fondamentale è il peso delle batterie, che può essere considerevole, soprattutto per sistemi di accumulo di grandi dimensioni: un’informazione di cui tenere assolutamente conto, per valutare in maniera obiettiva la solidità dell’eventuale supporto su cui verrà posizionata la batteria, poiché dovrà essere molto solido e in grado di sostenere il carico.

Qui trovi un altro approfondimento dedicato agli impianti fotovoltaici con accumulo: una guida più generale, per coloro che partono da zero e ci stanno seriamente pensando!

La manutenzione dei sistemi di accumulo

I sistemi di accumulo non richiedono particolari operazioni di manutenzione per assicurarti longevità ed efficienza. Come abbiamo visto, una volta individuato il luogo più idoneo, la batteria sarà al riparo dalle intemperie e in un luogo ventilato, che ne garantirà il corretto funzionamento.

Tuttavia, trattandosi di un componente elettrico, sia per motivi di sicurezza, che per motivi di efficienza, ti consigliamo un check-up annuale per verificare che la batteria sia integra e che l’inverter funzioni correttamente.  
Per una maggiore tranquillità, puoi affidarti a servizi di monitoraggio remoto che, grazie a app dedicate, ti consentono di verificare in tempo reale la produzione di energia, i consumi e lo stato delle batterie, ricevendo notifiche in caso di anomalie. In questo modo, sarai sempre aggiornato sulle performance del tuo impianto e potrai intervenire tempestivamente in caso di necessità.

Se vuoi approfondire, in vista della scelta del tuo sistema di accumulo, qui trovi un’altra guida esaustiva, dedicata all’impianto fotovoltaico con accumulo a batterie!

Domande e risposte sui sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici esistenti