Il fotovoltaico sta diventando via via più comune, offrendo tempi di recupero della spesa sempre più brevi e una disponibilità energetica costante in modo totalmente ecologico. La sua importanza è assolutamente fondata e puoi rendertene conto con dei semplici numeri: ogni giorno, l’uomo consuma circa 400 milioni di MWh di energia elettrica (per intenderci, un elettrodomestico come la lavastoviglie consuma circa 1,5 KWh, ossia 0,0015 MWh) dei quali solamente il 25% deriva da fonti rinnovabili come il fotovoltaico; l’energia solare sulla terra ogni giorno, ovvero tutta quella che potremmo ricavare dal sole se coprissimo tutta la superficie terrestre con impianti fotovoltaici al 100% di efficienza, è di 3 miliardi di TWh (3 mila miliardi di MWh). Ecco perché le abitazioni di recente costruzione sono provviste di un impianto fotovoltaico.
Uno dei suoi principali componenti è la batteria, cioè un accumulatore di energia in grado di rilasciarla gradualmente in base all’esigenza. Purtroppo è anche il componente più delicato ed esposto ad usura e, a differenza delle celle o dell’inverter, va sostituito periodicamente. L’operazione è semplice ma è necessario conoscere quali tipi di batterie sono utilizzabili oggi per questo tipo di impianti e quali sono le tecnologie usate per la loro realizzazione.
Funzionamento nel dettaglio
L’impianto fotovoltaico ha la capacità di generare energia elettrica da quella luminosa prodotta dal sole senza interruzione. Parte viene utilizzata subito dagli elettrodomestici o dagli altri apparecchi elettrici in casa e se non esistessero gli accumulatori il grosso dell’energia andrebbe persa, comportando un enorme spreco. La batteria, quindi, viene collegata all’impianto e tenuta sotto controllo da dispositivi di gestione che decidono dinamicamente la carica e la scarica della stessa in base al nostro consumo. In questo modo, è possibile utilizzare l’energia prodotta di giorno anche durante le ore notturne.
Tipologie di batterie per il fotovoltaico
Le batterie stanno acquisendo un ruolo sempre più importante nella vita di tutti i giorni, basta pensare al fatto che i motori termici delle auto verranno presto sostituiti da motori elettrici alimentati proprio da accumulatori e questo processo è già iniziato. Le tecnologie usate per la produzione di questi dispositivi sono molteplici ma solo alcune sono adatte ad essere utilizzate su un impianto fotovoltaico. Esse si differenziano in:
- Batterie al piombo acido
- Batterie Li-Ion
Nel primo caso, la batteria è suddivisa in celle e ognuna di esse contiene un anodo di piombo spugnoso e un catodo di diossido di piombo immersi in una soluzione elettrolitica composta da acqua e acido solforico. Queste si dividono ulteriormente in:
- VLA (accumulatori aperti)
- VRLA (accumulatori ermetici)
Negli accumulatori aperti, per effetto dell’elettrolisi, l’acqua presente evapora e fuoriesce sotto forma di idrogeno e ossigeno, perciò necessita di essere riempita periodicamente. Nel secondo caso, invece, l’idrogeno viene ricombinato con l’ossigeno generando nuovamente acqua. Gli accumulatori ermetici possono essere AGM (Absorbed Glass Material) nei quali l’elettrolita è assorbito in un materiale come la fibra di vetro, oppure a GEL.
tesla powerwall
La batteria agli ioni di litio (Li-Ion appunto) è anch’essa suddivisa in celle ma l’anodo è formato da carbonio, il catodo da ossido metallico e l’elettrolita è un sale di litio in solvente organico. Pur essendo simili, presentano enormi differenze sotto il punto di vista del funzionamento. Le batterie al piombo, innanzitutto, sono più economiche e comuni ma presentano alcuni svantaggi non indifferenti: il loro funzionamento è limitato a 5 anni nel caso delle batterie a GEL mentre a 2/3 anni nel caso di accumulatori AGM. Oltre alla durata, questa tecnologia consente di produrre batterie nettamente meno efficienti rispetto alle Li-Ion, dove solamente il 50% di energia accumulata è effettivamente disponibile e utilizzabile. Ciò significa che se hai bisogno di 5 KWh, la batteria deve aver accumulato 10 KWh.
Le batterie agli Ioni di litio, invece, possono durare fino a 12 anni, non sono sensibili ai cicli di carica/scarica e sono di gran lunga più efficienti: l’80% dell’energia accumulata, infatti, è utilizzabile. Perciò con 10 KWh di energia accumulata puoi fare uso di 8 KWh. Di contro, questa tecnologia è molto più costosa. La scelta, quindi, dipende dalle tue esigenze e dalla quantità di energia di cui hai bisogno quotidianamente. Tra le batterie per gli impianti fotovoltaici notevole successo sta riscuotanto quella di Tesla, la Powerwall 2.
