Come interagisce la batteria di un inverter con il sistema solare?

La batteria dell'inverter svolge un ruolo fondamentale in un sistema solare, immagazzinando l'energia in eccesso generata dai pannelli solari per un uso successivo. Assicura la disponibilità di energia nelle giornate nuvolose o di notte, quando la produzione solare è scarsa. Capire come la batteria dell'inverter interagisce con il sistema solare è fondamentale per ottimizzare l'accumulo di energia e garantire la massima efficienza.

Interazione tra batteria e sistema solare

In un sistema solare con batteria, quest'ultima lavora in tandem con i pannelli solari e l'inverter per ottimizzare l'utilizzo dell'energia.

• Accumulo di energia¹: I pannelli solari generano elettricità durante il giorno, convertendo la luce solare in corrente continua. Quando i pannelli solari generano più energia del necessario, l'eccesso viene immagazzinato nella batteria dell'inverter. Ad esempio, se i pannelli solari generano 10 kWh in un giorno, ma se ne utilizzano solo 6, i 4 kWh rimanenti vengono immagazzinati nella batteria.
• Utilizzo dell'energia²: Di notte o durante le giornate nuvolose, quando la produzione solare è scarsa, l'inverter preleva energia dalla batteria per fornire elettricità alla casa o all'azienda. Un tipico sistema solare domestico con una batteria da 5 kWh può durare 4-6 ore se si utilizzano solo gli elettrodomestici essenziali.
• Interazione con la griglia³: Nei sistemi collegati alla rete, l'energia in eccesso che non viene immagazzinata nella batteria può essere reimmessa nella rete. Se la batteria è completamente carica e i pannelli solari continuano a generare energia in eccesso, questa può essere inviata alla rete per essere compensata o utilizzata ulteriormente, a seconda dell'accordo di net metering.

Questa interazione consente ai sistemi solari di massimizzare l'efficienza energetica, ridurre la dipendenza dalla rete e fornire energia di riserva quando necessario.

Tipi di sistemi inverter-batteria

Esistono diverse configurazioni di sistemi inverter-batteria, a seconda delle esigenze energetiche specifiche e del fatto che il sistema sia collegato alla rete o non collegato alla rete.

• Sistemi collegati alla rete con accumulo a batteria⁴: In questa configurazione, i pannelli solari sono collegati alla rete. L'inverter converte la corrente continua dei pannelli in corrente alternata. L'energia in eccesso viene immagazzinata nella batteria per un uso successivo, oppure può essere inviata alla rete. Questi sistemi consentono l'indipendenza energetica durante la notte o nei periodi di scarsa produzione solare. Ad esempio, se si dispone di un impianto di pannelli solari da 5 kW e di una batteria da 5 kWh, è possibile garantire l'alimentazione durante le ore serali o notturne.

• Sistemi off-grid⁵: Un sistema off-grid funziona in modo indipendente dalla rete. È composto da pannelli solari, batterie e un inverter. Tutto il fabbisogno energetico deve essere soddisfatto dall'energia solare e dalle batterie di accumulo. Questi sistemi sono ideali per le aree remote o per le località che non hanno un accesso affidabile alla rete elettrica. Un tipico sistema off-grid potrebbe avere un array di pannelli solari da 10 kW e un banco di batterie da 20 kWh per alimentare una piccola baita o una casa.

• Sistemi ibridi⁶: I sistemi ibridi combinano la flessibilità della connessione alla rete con la capacità di accumulo di energia delle batterie. Il sistema può passare automaticamente dal prelievo dalla rete, dai pannelli solari o dalla batteria, a seconda della disponibilità di energia e della domanda. I sistemi ibridi sono i più versatili, in quanto garantiscono sicurezza energetica e risparmio economico sia in situazioni di connessione alla rete che fuori rete.

Sistema di gestione della batteria (BMS)

A Sistema di gestione della batteria (BMS)⁷ è essenziale per mantenere la salute, la sicurezza e le prestazioni della batteria in un sistema solare.

• Monitoraggio: Il BMS monitora lo stato di carica (SOC), la temperatura e la tensione della batteria per garantire il funzionamento entro limiti di sicurezza. Ad esempio, potrebbe avvisare l'utente se la temperatura della batteria supera i 45°C, in quanto ciò potrebbe causare danni o ridurre l'efficienza. Una tipica batteria solare dura circa 5-15 anni, a seconda della protezione del BMS.
• Bilanciamento delle cellule: Il BMS assicura che tutte le celle della batteria rimangano bilanciate, evitando discrepanze nei livelli di carica tra le celle. Ciò aumenta l'efficienza e la durata della batteria. Ad esempio, se il sistema ha 10 celle, il BMS assicura che ognuna di esse rimanga entro 5% dalle altre, evitando danni.
• Protezione: Il sistema fornisce anche una protezione da condizioni pericolose come cortocircuiti o scenari di sovratemperatura, garantendo la sicurezza dell'intero sistema solare. Se il BMS rileva un sovraccarico o un cortocircuito, può scollegare la batteria per evitare il rischio di incendio.

Un BMS correttamente funzionante garantisce un funzionamento efficiente della batteria, una maggiore durata e prestazioni costanti.

Utilizzo dell'energia e gestione del carico

La gestione dell'uso dell'energia e la sua distribuzione appropriata sono essenziali per ottimizzare le prestazioni delle batterie e dei pannelli solari.

• Priorità energetica: L'inverter decide come distribuire l'energia tra i pannelli solari, la batteria e gli elettrodomestici. Nella maggior parte dei sistemi, i pannelli solari forniscono direttamente l'energia agli elettrodomestici, mentre l'eventuale eccesso viene utilizzato per caricare la batteria. Ad esempio, se la vostra casa consuma 6 kWh al giorno, il vostro sistema solare da 5 kW fornirà direttamente la maggior parte dell'energia, mentre il resto verrà utilizzato per caricare la batteria.
• Utilizzo della batteria: Quando la generazione solare non è disponibile, ad esempio durante la notte o nelle giornate nuvolose, l'inverter passa all'alimentazione a batteria per mantenere in funzione gli apparecchi essenziali. Una batteria da 5 kWh può far funzionare le luci, il frigorifero e alcuni dispositivi per circa 4-5 ore.
• Gestione del carico: Gli inverter solari avanzati possono dare priorità all'uso dell'energia per determinati apparecchi, garantendo che i carichi essenziali (ad esempio, frigoriferi, luci) siano sempre alimentati, mentre i dispositivi non essenziali possono essere spenti se la carica della batteria è bassa.

Questa interazione dinamica garantisce un uso efficiente dell'energia e l'impossibilità di scaricare eccessivamente la batteria, fornendo energia continua senza sprechi di risorse.

Alimentazione di backup (sistemi collegati alla rete con accumulo di batterie)

Nei sistemi collegati alla rete con batteria di accumulo, la batteria dell'inverter fornisce energia di riserva durante le interruzioni della rete.

• Commutazione automatica: In caso di interruzione di corrente, l'inverter rileva l'interruzione della rete e passa automaticamente all'alimentazione a batteria. In questo modo si garantisce che gli apparecchi critici (come l'illuminazione, i frigoriferi o i dispositivi medici) rimangano operativi durante l'interruzione. Ad esempio, una batteria da 5 kWh può fornire energia ai vostri apparecchi essenziali per diverse ore durante un blackout.
• Durata della batteria: La durata dell'alimentazione di riserva dipende dalle dimensioni della batteria e dal consumo energetico dell'abitazione o dell'azienda. Ad esempio, se si dispone di una batteria da 5 kWh e gli elettrodomestici essenziali consumano 1,5 kW all'ora, la batteria fornirà una riserva per circa 3-4 ore.

Fornendo energia di riserva, la batteria dell'inverter offre maggiore affidabilità e sicurezza, soprattutto nelle regioni con frequenti interruzioni di corrente.

Conclusione

L'interazione tra una batteria con inverter e un sistema solare è essenziale per una gestione efficiente dell'energia.

• Il pannelli solari generano energia che può essere utilizzata immediatamente o immagazzinata nel batteria.
• Il inverter converte l'energia dei pannelli solari e della batteria in elettricità CA utilizzabile.
• Il batteria immagazzina l'energia in eccesso generata dai pannelli solari e fornisce energia quando la produzione solare è scarsa.
• Il Sistema di gestione della batteria (BMS) garantisce un funzionamento sicuro ed efficiente della batteria.
• Gestione del carico aiuta a dare priorità ai bisogni energetici essenziali, mentre alimentazione di riserva fornisce sicurezza durante le interruzioni della rete.

La comprensione di questi componenti e della loro interazione garantisce che l'impianto solare funzioni al massimo delle prestazioni, offrendo indipendenza energetica, risparmio economico e affidabilità.

Nota: