È sempre più frequente notare sui tetti delle case e degli edifici la presenza di pannelli fotovoltaici. Il motivo, è subito spiegato, e sta nell’efficienza in termini di costi e benefici dell’installazione di tale strumentazione. Dotarsi di un impianto fotovoltaico offre, infatti, moltissimi vantaggi, in primis all’ambiente, considerato l’azzeramento dell’inquinamento e delle emissioni di gas serra nella fase di produzione dell’energia e, in secondo luogo, anche all’utente che sceglie di installarli.
L’impianto fotovoltaico si caratterizza, infatti, per la convenienza economica derivante dall’autoproduzione dell’energia elettrica, con evidenti vantaggi in bolletta ed anche per la sua affidabilità, considerato che un impianto ha una durata media di 25 anni e non richiede una particolare manutenzione. Vediamo quindi, come funziona un impianto fotovoltaico e come è possibile ottimizzarne la resa attraverso l’utilizzo degli accumulatori.
Come Funziona un Impianto Fotovoltaico
Il principio che si pone alla base del funzionamento dell’impianto fotovoltaico risiede nelle caratteristiche del materiale che lo compone, il silicio (per la precisione, silicio policristallino e silicio monocristallino). Il silicio, infatti, permette di convertire la luce solare in energia elettrica, tantoché il nome “fotovoltaico” deriva proprio dall’idea di convertire la luce – e per questo “foto” – in energia elettrica – per questo “voltaico”. Mentre “foto” è un termine da cui deriva “luce”, “voltaico” è dovuto ad Alessandro Volta, l’inventore della batteria.
Attraverso una serie di moduli, che sono composti da più celle fotovoltaiche, il pannello permette quindi di convertire la luce solare in energia elettrica. In media, se il pannello è ben esposto verso il sole e considerando una temperatura media di 25°, un modulo composto da 36 celle permette di produrre una potenza corrispondente a circa 50 Watt.
Com’è evidente, poiché l’impianto fotovoltaico basa la propria produzione di energia sulla presenza della luce solare, il livello di produttività cambia a seconda del periodo dell’anno e del momento della giornata. Per ovviare a questa caratteristica svantaggiosa, l’impianto fotovoltaico viene dotato di apparecchi chiamati accumulatori. L’accumulatore permette, infatti, di ridurre la dipendenza dalla rete elettrica, accumulando l’energia solare per poterla poi riutilizzare quando il sole è più debole oppure non è presente.
Le Tipologie di Batteria
L’accumulatore funge come una batteria che viene ricaricata dall’energia generata dall’impianto fotovoltaico. Come intuibile, esso rappresenta uno degli elementi più importanti per rendere l’impianto il più efficiente possibile, tuttavia, allo stesso tempo, costituisce anche uno degli apparecchi più delicati ed esposti a usura. Quanto detto fa sì che l’accumulatore debba essere periodicamente sostituito. Poiché se possediamo un impianto fotovoltaico arriverà necessariamente il momento di sostituirne l’accumulatore, è importante sapere che esistono diverse tipologie di batterie, ognuna avente le sue specifiche caratteristiche.
Una prima divisione è quella che distingue le batterie al piombo acido dalle batterie Li-Ion (batterie al litio) e dalle batterie al nichel-cadmio. Premesso che la carica tra i primi due tipi di batteria è uguale, ciò che li distingue è la fase di pre-carica e quella finale, detta cut-off. Infatti, le batterie al piombo necessitano di mantenere la tensione a 24V anche nella fase conclusiva, mentre quelle al litio prevedono un cut-off più netto. Per quanto attiene alle sole batterie al piombo, va poi detto che esiste un’ulteriore classificazione, cioè quella degli accumulatori aperti (VLA) e degli accumulatori ermetici (VRLA). La differenza tra le due sono molteplici e necessiterebbero un approfondimento specifico. Ciò che possiamo dire, per riassumere il tutto, è che le batterie VRLA, a differenza delle VLA, non necessitano di frequenti manutenzioni poiché non richiedono l’aggiunta di acqua distillata per mantenere la reazione chimica.
Come Funzionano gli Accumulatori
Dopo aver parlato delle tipologie di batteria utilizzabili in un impianto fotovoltaico, è bene farsi un’idea di quali funzioni svolge l’accumulatore. Per comprendere bene questo aspetto, è utile svolgere una tripartizione delle funzioni: accumulo diretto, autoconsumo differito, immissione in rete.
L’accumulo diretto consiste nell’energia prodotta dai pannelli e immediatamente messa a disposizione dell’edificio, ad esempio per fare funzionare luci, elettrodomestici etc. L’autoconsumo differito è invece la possibilità di conservare l’energia prodotta e di utilizzarla in un secondo momento. Questa funzione è garantita proprio dalla presenza degli accumulatori. In loro assenza, l’unica funzione svolta dai pannelli fotovoltaici sarebbe l’accumulo diretto. Quando le batterie raggiungono la piena carica e l’edificio richiede meno energia di quella che sis sta producendo, l’energia prodotta viene immessa in rete e resa disponibile al pubblico e agli enti gestori, come ad esempio ENEL.
Prezzi
Il prezzo delle batterie varia, ovviamente, in relazione alla tipologia di batteria e alla qualità del prodotto. Le batterie al piombo sono le più economiche sul mercato, ed hanno un prezzo variabile tra i 3 mila euro e i 5 mila euro. Per quanto riguarda le batterie al litio, i costi sono sensibilmente maggiori, partendo dai 3 mila euro e potendo arrivare fino agli 8 mila euro. Il fatto che il prezzo delle batterie al piombo sia inferiore rispetto a quelle al litio è dovuto alla circostanza che anche la loro qualità è inferiore, tantoché l’energia da loro prodotta corrisponde circa alla meta rispetto alle batterie a litio. Nella valutazione di quale acquistare, anche questo aspetto dovrà quindi essere tenuto in considerazione. Per quanto riguarda le batterie al nichel-cadmio, il prezzo è indicativamente lo stesso delle batterie al piombo. In questo caso, lo svantaggio è che questa tipologia di batteria si caratterizza per una dispersione di energia decisamente elevata.
Vantaggi
Sulla base di quanto detto, i vantaggi di chi possiede un impianto fotovoltaico emergono con evidenza e spiegano il motivo per il quale nell’ultimo decennio la loro presenza sui tetti degli edifici è aumentata vertiginosamente. Il costo di montaggio dell’impianto può essere, infatti, velocemente ammortizzato con le spese risparmiate in bolletta, dato che l’energia elettrica verrà autoprodotta. Quest’ultimo aspetto viene poi ottimizzato dagli accumulatori che, come detto, permettono di conservare l’energia per i momenti in cui non è presente il sole. Per ultimo, va detto anche che l’energia immessa in rete viene “ripagata” dagli enti gestori, seppur con tariffe molto basse. Anche prescindendo dai vantaggi economici, dobbiamo comunque tenere presente che l’impianto fotovoltaico rappresenta una soluzione ecosostenibile, che apporta indubbi vantaggi al nostro pianeta. Pertanto, il loro utilizzo è fortemente raccomandabile.