Il fotovoltaico OFF grid /ON grid
Si sente spesso parlare di “fotovoltaico off grid”. Molti ne parlano, ma pochi sanno cosa effettivamente sia e quali siano i suoi effettivi vantaggi rispetto al fotovoltaico “on grid”. Per intenderci: il fotovoltaico off grid è il fotovoltaico che non immette nessun chilowatt in rete. E’ un impianto non connesso alla rete pubblica locale e per questo rimane sempre relativamente autonomo dai continui balzelli normativi e fiscali di enel e dell’autorità per l’energia elettrica.
Il fotovoltaico “on grid”, invece, è il “classico” impianto connesso in immissione in rete. In genere viene connesso in rete con un contratto di “scambio sul posto” stipulato con il Gse, il Gestore dei Servizi Energetici. Con questo meccanismo l’energia prodotta in surplus viene immessa in rete e viene “pagata” dal Gse a titolo di rimborso parziale delle bollette pagate.
Il fotovoltaico off grid, invece, è un impianto “autonomo”, non connesso alla rete pubblica, che produce energia solo per le utenze a cui è direttamente collegato. Attenzione però: l’impianto non è connesso, ma la casa sì. La casa, quando l’impianto non fornisce energia, continua a prelevare l’elettricità di cui ha bisogno dalla rete pubblica. Il proprietario, dunque, per questa energia prelevata dalla rete, paga le normali bollette come ha sempre fatto.
Per il fotovoltaico off grid il “problema” principale che si pone è come utilizzare per la propria casa tutta l’energia prodotta, senza immetterla in rete. Se l’impianto fotovoltaico riesce a raggiungere il 100% di autoconsumo, allora l’impianto è molto più conveniente del tradizionale impianto “on grid” in “scambio sul posto”.
Per raggiungere il 100% di autoconsumo l’impianto fotovoltaico off grid ha spesso “bisogno” di batterie di accumulo che “raccolgano” l’energia in surplus prodotta di giorno per renderla disponibile nei vari momenti della giornata.
Il fotovoltaico off grid conviene se si autoconsuma tutta l’energia prodotta.
L’impianto fotovoltaico off grid utilizza batterie di accumulo e non immette energia in rete.
Con la fine degli incentivi al fotovoltaico, ormai un lontano ricordo, il fotovoltaico per essere conveniente deve fare i conti con la sua capacità di auto-ripagarsi nel tempo. Come? E soprattutto: è sostenibile?
La bella notizia è questa: “si, un impianto fotovoltaico oggi si auto-ripaga anche senza gli incentivi e procura un certo risparmio nel tempo”.
Quello che, però, non tutti sanno è che per ottenere i massimi benefici bisogna sfruttarlo bene con l’autoconsumo. Come? Attraverso l’autoconsumo è possibile ridurre i prelievi di rete, e ridurre le bollette elettriche. Il risparmio così generato i primi anni ripaga l’investimento. Negli anni successivi produce un effettivo risparmio sui costi energetici di casa (o dell’azienda).
Dunque: cos’è il fotovoltaico off grid? E quali sono i suoi vantaggi?
Il fotovoltaico off grid è un impianto autonomo dalla rete ed ha il vantaggio principale di essere autonomo anche dai costi di connessione alla rete, è più semplice e più economico da installare (in quanto non necessita di adeguamenti per la connessione in rete enel). L’impianto fotovoltaico off grid consente comunque alle utenze di prelevare dalla rete enel quando l’impianto non produce.
D’altro canto un sistema off grid ha bisogno di batterie per accumulare temporaneamente l’energia prodotta e renderla disponibile in altri momenti. In questo modo il sistema ottimizza al massimo l’utilizzo dell’impianto senza alcuna connessione alla rete enel.
Gli impianti fotovoltaici off grid sono dunque impianti totalmente indipendenti dalla rete elettrica: è questo il loro principale punto di forza. Non hanno costi di connessione e non sono soggetti ai continui adeguamenti normativi.
I sistemi fotovoltaici off grid per essere convenienti hanno bisogno di batterie di accumulo.
I sistemi off grid in scala possono arrivare a costituire vere e proprie reti elettriche indipendenti con proprie batterie di accumulo. Si pensi, ad esempio, a contesti remoti in cui è troppo costoso portare la rete nazionale.
In ogni caso, che si tratti di grandi impianti, centrali elettriche o piccoli sistemi domestici, per sfruttare al massimo il loro potenziale produttivo di energia pulita gli impianti fotovoltaici off-grid hanno bisogno di adeguati sistemi di accumulo di energia (chiamati anche energy storage systems).
Durante le ore di produzione, infatti, l’impianto può fornire energia per quantità di molto superiori al consumo immediato. E’ quindi auspicabile, se non necessario, immagazzinare l’energia prodotta “in più” per poterla utilizzare quando l’impianto non produce o produce meno. Il fotovoltaico, come le altre fonti rinnovabili, sono infatti per loro natura intermittenti e non perfettamente prevedibili, per questo è necessario, per la loro migliore efficacia, accumulare energia per poterla rendere disponibile in maniera costante, continua, e “stabile” nelle utenze di casa.
Quali sono le tecnologie disponibili per l’accumulo di energia elettrica prodotta da fotovoltaico?
Le batterie
Le batterie utilizzate nel fotovoltaico off grid sono generalmente di tre tipi ed ogni tipologia ha un’efficienza energetica differente:
- batterie al piombo acido con un’efficienza energetica del 75 – 80%
- batterie ad alta temperatura con efficienza energetica del 85 – 90%
- batterie agli ioni di litio con efficienze energetiche maggiori del 90%
Le batterie al piombo acido tradizionali hanno il vantaggio di avere costi molto contenuti, sono facili da produrre, però hanno una vita utile ridotta, bassa efficienza energetica, e lunghi tempi di ricarica (8-16 ore). Il loro costo di investimento è di 1.300-1.400 euro/Kw , non risultano quindi molto economiche, ma neanche le più costose.
Le batterie ad alta temperatura, invece, che possono essere con “Sodio Zolfo” o “Sodio Nichel” , hanno il vantaggio di essere efficaci indipendentemente dalla temperatura esterna: hanno rendimenti energetici e vita attesa molto più elevata rispetto alle batterie al piombo, potendo operare indipendentemente dalla temperatura ambiente. La temperatura di esercizio di queste batterie è di 250 – 300 gradi C. per questo possono comportare problemi di sicurezza. Il loro costo di produzione è decisamente il più elevato ed il loro costo di investimento è nell’ordine di 2.500 – 4.000 euro/Kw; sono quindi gli accumulatori più costosi e con un’efficienza energetica media.
Le batterie al litio, infine, più precisamente le batterie agli ioni di litio, sono quelle con la maggiore efficienza energetica (superiore al 90%). Hanno il vantaggio di avere, inoltre, una lunga vita utile ed una minima manutenzione. I costi di produzione sono tuttavia purtroppo alti. Questo tipo di batteria richiede speciali circuiti di ricarica ed è sensibile alla temperatura esterna. Il loro costo di investimento è di circa 3.000 euro/Kw.
Per i sistemi fotovoltaici di piccola taglia, in cui il fotovoltaico viene applicato per esempio per l’illuminazione stradale, per baite, per camper o per isole di ricarica di veicoli elettrici, le batterie attualmente più utilizzate sono le tradizionali batterie al piombo.
Per gli impianti più grandi, invece, tipo le applicazioni per il settore delle telecomunicazioni o per gli impianti di pompaggio dell’acqua, le batterie utilizzate sono in genere quelle ad alta temperatura.
Nonostante non esistano ancora molte applicazioni di impianti fotovoltaici off grid con batterie gli operatori hanno aspettative molto interessanti per ulteriori sviluppi delle avanzate batterie al piombo e per le batterie al litio.
