Prezzo fotovoltaico con accumulo

L’attenzione verso i sistemi di accumulo di energia elettrica non è stata mai alta come negli ultimi anni. Il futuro sembra tracciato. Pensiamo all’ auto ibrida, a quella elettrica, a tutti i dispositivi portatili che posseggono un sistema di storage energetico.

Ora, focalizzandoci su la produzione di energia elettrica in casa che avviene tramite l’irradiazione solare, parleremo del fotovoltaico con accumulo. Di cosa si tratta? Di produrre elettricità tramite moduli solari e di conservarla in sistemi di stoccaggi realizzati con batterie.

Il prezzo fotovoltaico con accumulo, parliamo di un sistema completo, è diventato piuttosto appetibile ed in molti iniziano a prenderlo in considerazione per staccarsi completamente dal fornitore elettrico e diventare energeticamente indipendenti.

impianto accumulo fotovoltaico

Non si tratta soltanto di una scelta etica, risparmio di combustibili fossili che contribuiscono all’ aumento di CO2 nelle città, ma economica. Produrre in proprio significa risparmiare e guadagnare. Non ci voglio cifre astronomiche, per un impianto da 3 Kwp bastano 5000 euro per la parte di produzione (moduli pv, inverter, staffe, contatori, installazione) e dai 2000 ai 6000 per i componenti di storage. La differenza di prezzo sta proprio qui, nel tipo di batterie che si utilizzano.

Per la verità l’uso delle batterie per immagazzinare energia non è una novità, ma è soltanto negli ultimi 5 anni che si è presa coscienza di quanto la tecnologia sia importante. Gli sforzi di tantissime aziende vanno in questa direzione. Noi conosciamo Tesla, forte del successo della sua auto elettrica, ma la vera sfida è nel rendere le batterie sempre piú piccole e performanti.

Pensate ai nostri smartphone, tablet, pc portatili, siamo pieni di sistemi di accumulo nelle nostre case. Sono batterie agli ioni di litio (introdotte nel 1991 dalla Sony) che costano relativamente poco e sono durevoli. Dobbiamo combattere con l’effetto memoria, i cicli di ricarica continui tendono ad accorciare la sua vita totale e a renderla nel corso degli anni meno performante, ecco perchè non vanno mai comprate usate. Iniziano a degradare le prestazioni, seppur in misura minima, già dal giorno della loro produzione.

Le ricerche vanno quindi nella direzione del miglioramento delle prestazioni dei sistemi di accumulo ed in maniera parallela con l’abbassamento del costo per l’utente. Ciò non solo per i sistemi fotovoltaici ma anche per soddisfare le esigenze delle riduzioni di gas a effetto serra attraverso l’uso di veicoli elettrici.

L’elemento di costo è particolarmente importante, ad esempio, per i veicoli ibridi plug-in e per quelli elettrici a batteria . L’obiettivo della maggior parte dei produttori è di arrivare a 125 dollari per kWh per l’acquisto di una batteria.

Calcolate che la Tesla S ha una batteria da 60 a 100 kWh, il nuovo Chevrolet Bolt completamente elettrico avrà una batteria da 60 kWh e la Tesla 3 avrà una batteria inferiore a 60 kWh. Si tratta delle prime auto di massa che hanno un’autonomia che supera i 400 Km, limite ritenuto minimo per avere un appeal sul pubblico.

Prezzi

Prezzi di un impianto fotoltaico ad accumulo comprensivo di moduli, inverter, staffe, cavi, montaggio, batterie
 con batterie piombo acidocon batterie ioni di litiocon batterie ioni di litio ALTA CAPACITA'
impianto da 1 Kwp2600 euro3300 euro4000 euro
impianto da 2 Kwp5000 euro6500 euro7500 euro
impianto da 3 Kwp7200 euro9500 euro11000 euro
impianto da 6 Kwp11000 euro17000 euro20000 euro

 

Quanto costano le batterie per impianto fotovoltaico

tesla powerwall prezzi :se parliamo di quelle piú costose diciamo subito che la Tesla Powerwall viene venduta ad un prezzo di circa 7000 euro tutto incluso. E’ una batteria da 14 kWh che copre ampiamente le esigenze di un impianto fotovoltaico da 3 Kw. Siamo ad un prezzo di 500 euro per kilowatt, lontani ancora dai 125 come target per diventare una tecnologia alla portata di tutti.

Ovviamente non c’è solo Tesla che produce batterie per sistemi fotovoltaici, si trovano anche a prezzi piú bassi, la forchetta è di 350-700 euro per KW. Un’altra marca che produce questo tipo di prodotti è SONNEN, la casa tedesca realizza sistemi espandibili con potenza compresa tra da 2kWh e 16kWh

 

La scelta del numero e della potenza delle batterie dipenderà da un certo numero di fattori non solo dalle dimensione dei pannelli e dell’ impianto fotovoltaico. Ad esempio:

  • Quale è il carico quotidiano totale da supportare in caso di assenza di energia elettrica? Se non superiamo mai i 2 Kw è una ocsa, se dobbiamo tenere in piedi tnai apparati elettrici arrivando a 4 Kw totali è un altro paio di maniche.
  • se usiamo un sistema off grid, ovvero totalmente scollegati dalla rete elettrica, quale è l’insolazione quotidiana in cui il sistema è installato per il mese peggiore o più basso dell’anno.
  • Quale sarà la tensione di sistema della batteria
  • Che tipo di controller di carica usiamo
  • Devono essere usate dove va molto freddo oppure caldo?

Attualmente le batterie piombo acido sono quelle piú economiche da usare. Le stesse utilizzate nei nostri autoveicoli. Sono pesanti, ingombranti e meno efficienti rispetto alle altre. La potenza si esprime in Ah, ovvero si tratta di un’ unità di carica, la quantità di carica di una batteria è quasi proporzionale all’energia stoccata nella stessa.

Batterie ioni di litio

Ad ogni modo l’era della batterie agli ioni di litio sta per giungere al termine. La tecnologia è molto efficiente, il problema è che non c’è parecchio litio disponibile sulla terra per uno sviluppo massiccio. Pensate alle auto elettriche, se diverranno preponderanti come in molti sperano, il litio non basterà.

impianti fotovoltaici con accumulo prezziLe alternative al momento non ci sono. Tanti studi, ma manca ancora tempo per avere un prodotto commerciabile a prezzi abbordabili. Ad esempio ci sono quelle litio-aria che vede ancora la presenza di questo prezioso componente ma con una densità di energia dieci volte superiore a quella degli attuali accumulatori.

Batterie allo zolfo: sulla terra lo zolfo lo troviamo in abbondanza, ha bassi costi e alta capacità di accumulo. “Un tempo questa soluzione era ostacolata dalla dissoluzione dei polisolfuri che ne impediva la completa carica“, sostiene Pier Paolo Prosini responsabile Enea dei sistemi di accumulo energia. “Oggi il problema è stato aggirato ma dobbiamo ricorrere ancora al litio, per cui non se ne esce“.

batterie magnesio e sodio

Sono quindi tornate di moda le batterie agli ioni di sodio, nate insieme a quelle al litio ma poi lo sviluppo è stato abbandonato. Il sodio costa poco ed è abbondante in natura. Il problema è che le prestazioni sono scarse e i cicli di carica garantiti bassi.

Il futuro potrebbe essere rappresentato dalle batterie al magnesio (fonte articolo pubblicato su NATURE) che ha una densità di energia superiore a quelle al litio e costa di meno. Al momento però la carica ci impiega molto piú tempo.

 

 

La sostituzione del Litio con il Magnesio più sicuro e abbondante sulla terra ha il vantaggio di raddoppiare la carica totale per ione, determinando una maggiore capacità volumetrica. Ancora più importante, nelle batterie Mg (MB) l’anodo è costituito da un metallo Mg ad alta densità (~ 3.830 Ah l -1 ) che supera notevolmente la densità di energia volumetrica teorica dell’anodo grafico corrente di LIB (~ 700 Ah l -1 ) e persino quella del metallo al litio.

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Impianti Fotovoltaici con sistema di Stoccaggio con Batterie

Come abbiamo appurato nel precedente articolo gli incentivi per il fotovoltaico sono terminati, ci si domanda quindi se vale ancora investire su questo settore. E’vero che ci sono ancora le detrazioni fiscali, ma si pone ancor di più il problema della fase notturna.Quando manca il sole infatti i pannelli solari non producono energia, come facciamo in questo caso ad alimentare le nostre utenze? La dobbiamo comprare dal gestore elettrico che però ce la sconta un po’ grazie allo “scambio sul posto (ci scala quella in surplus che non utilizziamo durante il giorno e che rimettiamo in rete)” .
batteriefotovoltaico
In ogni caso stanno prendendo sempre più piede soluzioni che prevedono un impianto ad accumulo di elettricità dotato di pacchi di batterie, storage, che immagazzinano la corrente prodotta durante il giorno. Tutta quella che non viene consumata è stoccata e resa disponibile quando ci serve.

Certo, le batterie costano, occupano spazio, col tempo si scaricano e durano di meno, ma la tecnologia in questi ultimi tempi è andata avanti e ha fatto passi da gigante in questo settore. Le batterie utilizzate sono di due tipi: acido-piombo o litio.

Differenza:
le batterie al piombo vengono utilizzate da anni nel settore automobilistico. La tecnologia ormai è conosciuta e testata ,di conseguenza ci sono molti anni di esperienza. Le batterie al piombo sono più costose rispetto a quelle piombo-acido, ma sono di facile manutenzione.

batterie solare daimler

batterie solare daimler

Valutazione :le batterie al piombo costano di meno rispetto a quelle a ioni di litio, ma hanno un numero ridotto di ciclo di carica anche se al giorno d’oggi si possono realizzare più di 3.000 cicli di ricarica, ovvero 8-9 anni di autonomia.  Allo stesso modo, le batterie al piombo possono essere scaricate meno profondamente (limite al 80% max.). L’efficienza di batterie solari al piombo è inferiore rispetto agli ioni di litio (fino al 86%).

Per quel che riguarda i prezzi Solar Buzz ha rilevato un media in Europa di 0,158 euro per watt. Calcolando che per un impianto da 3kwp abbiamo bisogno almeno di un pacco batterie da 6kw, spenderemo circa 1000 euro in batterie. I prezzi in Italia sono pero’ un tantino più alti al momento. Per il futuro ci prospetta le batterie sodio-zolfo, più economiche e meno inquinanti rispetto a quelle al piombo.

Alcuni produttori di moduli fotovoltaici già propongono soluzioni fotovoltaiche con batterie come la tedesca Solar World con il Sunpac.

C’è da aggiungere che chi decide di progettare ed installare un impianto fotovoltaico ad accumulo con batterie, deve mettere in conto anche l’acquisto di un inverter specifico, bidirezionale, quindi più costoso rispetto a quello che si usa in in un classico sistema on grid.

Ad ogni modo la corsa al ribasso delle batterie agli ioni di litio è partita: Daimler ha iniziato a vedere in Germania batterie al litio da 2,5 e 5,9 kilowattora, più piccole di quelle prodotte da Tesla (la Powerwall è da 6,2 Kwh) a prezzi molto interessanti (sono le stese utilizzate nelle auto elettriche). Una ricerca di Gtm Research ha messo in luce come da qui ai prossimi 5 anni il prezzo dei sistemi di accumulo si abbasserà del 40%,

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Le Batterie per i Pannelli Fotovoltaici Prezzi e Caratteristiche

Abbiamo già parlato dei sistemi fotovoltaici con storage per conservare l’energia prodotta durante il giorno per consumarla di giorno. Si tratta di impianti che ci rendono elettricamente autosufficienti e non dipendenti da qualsiasi compagnia di elettricità. La corrente viene immagazzinata in grandi batterie, ed è di questo che vogliamo parlare oggi, delle loro caratteristiche, prezzi e proprietà. Le batterie per fotovoltaico possono non solo essere usate per impianti off-grid casalinghi, ma anche nelle barche, camper o in luoghi dove l’elettricità non arriva. I prezzi partono da 100 euro per una batteria per 30-40 watt fino 3000 euro per un sistema da 3 Kwp.

Introduzione

tutti noi abbiamo a che fare con le pile o batterie che utilizziamo per fornire energia ai piú disparati oggetti nella nostra casa. Computer, smartphone, telecomandi, calcolatrici. Solitamente compriamo le usa e getta da 1,5 V per alimentare piccoli oggetti, usiamo le piú economiche zinco carbone o le piú costose e durevoli alcaline. Altrimenti ci sono le ricaricabili che vengono utilizzate anche nelle batterie per impianti fotovoltaici.

Anche se ci sono diverse tecnologie disponibili, quelle al piombo-acido rimangono ancora le piú diffuse, perchè sono piuttosto economiche ed è probabile che le cose non cambieranno per i prossimi anni.

Ci sono poi le batterie Nichel Cadmio, Ni-Cd, le stesse che si usano per smartphone e pc. Sono piú perfromanti, veloci da ricaricare ma costano di piú . In futuro ci sono pronte anche quelle al Nichel metallo idruro, batterie ibride.

È anche possibile trasformare l’energia prodotta di giorno in idrogeno, ma stiamo già andando oltre.

 batterie_fotovoltaico

Batterie al Piombo Acido

Le piú utilizzate sono le AGM ermetiche e un po’ di meno quelle al piombo gel. La batteria realizzata con questo sistema comprende un catodo in piombo ed un anodo in ossido di piombo immersi in una soluzione di acido solforico. La reazione di scarica elettrica all’anodo consiste in uno scambio di ioni di ossigeno dall’ anodo con ioni di solfato dell’elettrolita. Al catodo, la scarica coinvolge ioni solfato dall’elettrolito che si combinano con gli ioni di piombo per formare il solfato di piombo.

La rimozione di ioni solfato dalla soluzione riduce l’acidità dell’elettrolita. Per mantenere la neutralità di carica, due elettroni devono entrare nell’ terminale dell’ anodo, e due elettroni devono lasciare il terminale di catodo tramite il circuito esterno per ciascuno dei due ioni solfato che lasciano l’elettrolita. Questo corrisponde ad una corrente positiva che abbandona l’ anodo.

Tipicamente, il processo di carica ha un’efficienza di circa il 95%. Il processo di scarica si traduce in alcune perdite dovute alla resistenza interna della batteria, in modo che solo circa il 95% dell’energia immagazzinata può essere recuperato. In generale l’efficienza di carica e scarica di una batteria al piombo è quindi circa il 90%.

La quantità di energia immagazzinata in una batteria è misurata in Ampere-ora (Ah). Mentre Ah non è tecnicamente un’ unità di energia, ma, piuttosto, un’ unità di carica, la quantità di carica di una batteria è approssimativamente proporzionale all’energia immagazzinata nella stessa. Se la tensione della batteria rimane costante, allora l’energia immagazzinata è semplicemente il prodotto della carica  per la tensione.

La capacità di una batteria viene spesso indicato come C. Pertanto, se un carico è collegato ad
una batteria, in modo che la batteria si scarichi in x ore, il tasso di scarico è indicato
come C / x.

batterie_per_fotovoltaico

A seconda del composizione specifica degli elettrodi, le batterie al piombo possono essere ottimizzate per uno scarico superficiale o totale. Le prima presentano una piccola quantità di calcio in combinazione con il piombo per conferire maggiore forza al cavo altrimenti puro. Le piastre possono essere realizzate più sottili con una maggiore superficie per produrre correnti di avviamento elevate.

Queste unità non dovrebbe essere scaricate a meno del 75% della loro capacità. Nelle applicazioni automobilistiche, quest esono condizioni operative soddisfacenti, poiché la batteria è necessaria soprattutto per il funzionamento del motorino di avviamento fino all’avviamento del motore. Dopo questo punto, l’alternatore prende il sopravvento, ricaricando la batteria . Le batterie al piombo a scarica profonda utilizzano l’ antimonio.

Queste batterie sono progettate per l’uso delle macchinine per trasportare i giocatori di golf, per gli elevatori elettrici, così come per l’utilizzo nei sistemi fotovoltaici.

Quando un impianto fotovoltaico che utilizza batterie al piombo viene realizzato, il progettista deve determinare i tassi di ricarica adeguati per le batterie e dovrebbe anche tenere presente le esigenze di ventilazione del sistema di batterie.

 

Batterie al Nichel-Cadmio

le Batterie Ni-Cd utilizzano idrossido di nichel per le piastre anodiche e l’ossido di cadmio per le piastre catodiche, in una struttura simile a quella del sistema piombo-acido. L’ elettrolita nel sistema Ni-Cd è idrossido di potassio. L’anodo NiOH è generalmente costituito da fibre di nichel miste con fibre di plastica Grafite o nichelato. Si aggiungono anche quantità di altri materiali come composti di bario e cobalto per migliorare le prestazioni. Il catodo è spesso costituito da un rivestito cadmio- fibra plastica. Se il catodo non è rivestito in plastica allora è comunemente miscelato con ferro o nichel.

Le batterie Ni-Cd sono più robuste rispetto alle batterie piombo-acido. Possono sopravvivere al congelamento e alle alte temperature. Possono essere completamente scaricate, e sono meno colpite da unl sovraccarico. Di conseguenza, in alcune applicazioni, le batterie Ni-Cd possono essere la migliore scelta perché la loro robustezza può consentire l’eliminazione del controllo di carica

Se le batterie devono essere utilizzate in una posizione in cui l’accesso per la manutenzione
è difficile, il maggior costo di queste batterie può spesso essere giustificato.

Se le batterie al Ni-Cd vengono caricate e poi lasciate inutilizzate, perderanno la loro carica ad un tasso di circa il 2% al giorno per i primi giorni, per poi stabilizzarsi a tassi piú bassi di perdita. In un periodo di 6 mesi, la perdita totale è tipicamente di circa il 20%, a seconda se la batteria è media, alta, bassa velocità di scarico.
Più alto è il punteggio di scarica della batteria, maggiore è la perdita di carica nel tempo. La perdita di carica è anche dipendente dalla temperatura. Il tasso di perdita è maggiore a temperature più alte, a -20 ° C, non vi è quasi nessuna perdita.

La durata di una batteria al Ni-Cd dipende da come viene utilizzata, ma è meno dipendente
dalla profondità di scarico rispetto alle batterie piombo-acido. Una durata di almeno
2000 cicli è nella norma quando non è utilizzata ad elevate temperature. Come risultato, in determinate applicazioni e condizioni operative, una batteria
può durare fino a 25 anni . Non è irragionevole aspettarsi una durata doppia rispetto a quelle al piombo-acido.

Gli svantaggi delle batterie al Ni-Cd includono la difficoltà nel determinare lo stato di
carica delle batterie e la tossicità del cadmio, specialmente quando deve essere smaltito. Esse sono anche più costose rispetto a quelle al piombo.

Altre tecnologie per le Batterie

Ci sono tante altre tecnologie. Un elenco parziale di queste batterie comprende quelle ossido di zinco / argento, metallo / aria, ferro / aria, zinco / aria, alluminio / aria, litio / aria, zinco / bromo, litio-alluminio solfuro / ferro, disolfuro litio-alluminio / ferro, sodio / zolfo, cloruro di sodio / metallo, e diverse varianti di batterie al Litio.

Prezzi

un sistema al piombo-acido utile per un impianto da 3 Kwp costa circa duemila euro. I prezzi comunque si stanno abbassando, così come per i sistemi nichel-cadmio che comunque costano quasi il doppio.

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