Come misurare e ottimizzare subito la durata della batteria di accumulo nell’impianto fotovoltaico
L’impianto fotovoltaico con accumulo è un investimento importante, lo sappiamo. E salvaguardare le batterie di accumulo vuol dire proteggere questo investimento.
Per questo oggi ci concentreremo sulla durata della batteria. Ti mostreremo come si misura e come si ottimizza, per far sì che il tuo impianto fotovoltaico abbia una vita lunga e sana.
In un impianto fotovoltaico, la batteria di accumulo immagazzina l’energia elettrica generata dai pannelli solari in modo che possiamo usarla in un momento diverso da quando viene prodotta.
Quando il sole tramonta e la produzione dei pannelli solari si interrompe, l’impianto fotovoltaico preleva l’energia immagazzinata nella batteria per alimentare la casa.
Grazie a questo sistema, possiamo usare l’energia del sole anche nelle ore notturne o nelle giornate di maltempo, e ridurre la dipendenza dalla rete elettrica tradizionale.
Come misurare la durata di una batteria di accumulo
La batteria di accumulo di un impianto fotovoltaico non dura per sempre, ha una sua vita utile, che si riferisce al tempo in cui immagazzina e rilascia energia in modo efficiente per il nostro impianto fotovoltaico nel corso degli anni. La batteria raggiunge la fine della sua vita utile quando la sua capacità scende al di sotto del 50%.
In particolare, la sua durata si misura considerando due aspetti chiave: il numero di cicli di carica e scarica e la capacità residua minima.
I cicli di carica e scarica
Il numero di cicli di carica e scarica corrisponde al numero totale di volte in cui una batteria può essere completamente caricata e poi scaricata prima di arrivare alla fine della sua vita utile. Se una batteria ha una durata massima di 5.000 cicli, significa che può essere caricata e scaricata per 5.000 volte prima che inizi a perdere la sua capacità.
Il calcolo del numero di cicli di carica e scarica di una batteria è semplice: ogni volta che una batteria viene caricata al 100% e poi scaricata al 100%, si considera un ciclo completo.
Attenzione però: scaricare una batteria al 100% ogni volta riduce la durata complessiva. Per questo, bisogna mantenere il livello di scarica tra il 20% e l’80%.
Possiamo comunque dire che una batteria di accumulo sostiene in media tra i 5.000 e i 10.000 cicli di carica e scarica durante la sua vita utile. Questo numero però varia, in base al tipo di batteria o alle condizioni di utilizzo, ad esempio.
La capacità residua minima
Come i cicli di carica, anche la capacità residua minima indica se la batteria di accumulo è arrivata a fine vita.
La capacità residua minima è la massima quantità di energia che la batteria può ancora immagazzinare dopo un certo numero di cicli di carica e scarica. Ad esempio, se una batteria ha una capacità residua minima del 70% dopo 10.000 cicli, significa che può ancora immagazzinare il 70% dell’energia rispetto alla sua capacità originale.
In genere, non bisogna mai far scendere la capacità residua minima di una batteria di accumulo al di sotto del 50%.
Al di sotto di questa soglia, la batteria non è più in grado di fornire energia sufficiente per le esigenze dell’impianto fotovoltaico, compromettendo così l’efficienza dell’intero sistema.
Come ottimizzare la durata della batteria di accumulo
La durata della batteria di accumulo in un impianto fotovoltaico dipende anche da noi. Ecco allora alcuni consigli importantissimi per ottimizzare la durata.
Scegliere materiali di qualità
Partiamo dalle basi: i materiali di cui sono fatte le batterie di accumulo fanno la differenza. Ecco allora un elenco dei materiali utilizzati, con i loro aspetti positivi e negativi.
Ecco allora un elenco dei materiali utilizzati, con i loro aspetti positivi e negativi.
Piombo-Acido
Batterie economiche ma dalla vita utile relativamente breve, che necessitano di manutenzione regolare.
Nichel-Cadmio
Resistenti e dalla vita utile lunga, sono però batterie costose e il cadmio le rende dannose per l’ambiente.
Litio-Ione
Hanno lunga durata e un’alta efficienza energetica. Non necessitano di manutenzione ma sono molto costose.
Litio-Ferro-Fosfato
Queste batterie rappresentano una svolta ecologica rispetto alle tradizionali batterie al litio. Hanno una durata di vita lunga e stabile, simile a quella delle batterie al litio-ione, ma con una resistenza al calore maggiore. Inoltre, a differenza del litio-ione, le batterie al litio-ferro-fosfato non necessitano di un sistema di gestione della batteria per prevenire sovraccariche e scariche, rendendo il loro utilizzo più semplice e sicuro.
Tra queste, qual è la batteria di accumulo di qualità migliore?
Dipende dallo scopo specifico, dal budget che abbiamo a disposizione e dall’importanza che diamo alla sostenibilità ambientale.
In termini di sostenibilità e durata, possiamo però dire che le batterie al Litio-Ferro-Fosfato appaiono come la scelta ottimale. Non solo hanno una lunga vita utile e una grande resistenza al calore, ma, a differenza delle altre batterie, non necessitano di un sistema di gestione per prevenire sovraccariche e scariche, il che ne semplifica l’uso.
Sebbene possano costare di più inizialmente, il loro costo a lungo termine potrebbe risultare inferiore proprio grazie alla loro durata di vita più lunga e ai minori costi di manutenzione.
Tenere al riparo dalle temperature estreme
Le temperature estreme, troppo alte o troppo basse, accorciano la vita utile delle batterie.
Cosa succede in caso di caldo estremo
Il caldo estremo accelera il processo di invecchiamento delle batterie per un fenomeno noto come ossidazione termica.
Il calore provoca un aumento dell’attività molecolare, che porta alla rottura dei legami chimici e alla formazione di nuovi composti non reversibili, riducendo la quantità di energia che la batteria può immagazzinare.
Cosa succede in caso di freddo estremo
Anche le temperature molto basse riducono l’efficienza delle batterie di accumulo fotovoltaico, perché rallentano le reazioni chimiche interne che producono elettricità. Il freddo diminuisce l’attività molecolare, rendendo più difficile la trasformazione chimica del materiale della batteria in energia.
Il range di temperatura ideale per la maggior parte delle batterie di accumulo si situa tra 20°C e 25°C. Entro questo intervallo, le batterie funzionano in modo efficiente e hanno una vita più lunga.
Per evitare che le temperature estreme riducano la vita utile delle batterie di accumulo, ecco cosa possiamo fare.
Monitoriamo e controlliamo con una certa frequenza le condizioni in cui si trovano le batterie e, dove necessario, installiamo sistemi di raffreddamento o riscaldamento per preservarle.
Facciamo comunque in modo che le batterie vengano installate in luoghi ben ventilati. Una buona ventilazione, e un corretto isolamento termico, sono fondamentali per mantenere le batterie a una temperatura ottimale.
Evitare cicli di carica e scarica frequenti e profondi
La durata della batteria di accumulo in un impianto fotovoltaico dipende anche dai cicli di carica e scarica. Ricordiamo infatti che ogni batteria ha una vita utile stimata in base al numero di cicli di carica e scarica che può sostenere prima che la sua capacità si riduca.
Questo significa che più spesso una batteria viene scaricata e ricaricata, più rapidamente si esaurirà, perché ad ogni processo di carica si verifica una certa quantità di usura. Usura che porta a una diminuzione della capacità di accumulo della batteria.
Esistono però dei modi efficaci per gestire i cicli di carica e scarica.
Prima di tutto bisogna ridurre i cicli di scarica profondi, perché causano un grande stress alla batteria. Quando una batteria si scarica in profondità, i materiali all’interno si degradano più rapidamente, di conseguenza, la batteria immagazzina meno energia, riducendo la sua durata complessiva.
Oltre a ridurre i cicli di scarica profondi, dobbiamo mantenere la batteria in un determinato intervallo di carica, che varia in base al tipo di batteria e alle specifiche del produttore. A questo proposito, consulta sempre un tecnico professionista ed esperto, che saprà indirizzarti sulla strada giusta.
Attenzione al dimensionamento delle batterie
In un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo, la durata delle batterie dipende anche dal loro dimensionamento. Vediamo cosa succede alle batterie in caso di dimensionamento sbagliato.
Sovradimensionamento
Le batterie sovradimensionate hanno una capacità di accumulo maggiore di quella necessaria e rischiano di non essere completamente utilizzate. Non essendo sfruttate del tutto, anche i loro cicli di carica saranno incompleti. Questo può causare la cristallizzazione del materiale interno, noto come effetto memoria, che riduce la capacità e la durata della batteria.
Inoltre, mantenere le batterie costantemente cariche, quasi sempre al massimo, senza mai scaricarle adeguatamente impedisce una distribuzione ottimale delle sostanze chimiche interne, importante per mantenere l’efficienza e prolungare la durata nel tempo.
Sottodimensionamento
Le batterie sottodimensionate hanno invece una capacità di accumulo inferiore rispetto alle esigenze energetiche richieste. Questo comporta cicli di carica e scarica frequenti e intensi, quindi molto stress per le batterie e l’accelerazione del loro processo di degradazione.
Avere un sistema di accumulo sottodimensionato significa anche avere batterie che non riescono a coprire i picchi di consumo in modo adeguato. Questo vuol dire dover ricorrere più spesso all’energia della rete o, nel peggiore dei casi, rimanere senza energia.
No a batterie sovradimensionate o sottodimensionate quindi, sì invece a batterie sempre in linea con le esigenze energetiche.
Monitorare e fare manutenzione regolarmente
Tenere sempre d’occhio lo stato di salute della batteria è un altro fattore chiave per ottimizzare la durata della batteria di accumulo in un impianto fotovoltaico.
Monitorare le batterie permette infatti di identificare in anticipo i problemi e intervenire subito. In questo modo non solo si garantisce un funzionamento efficiente dell’impianto, ma anche un risparmio economico a lungo termine.
Ecco allora alcuni metodi utili per monitorare le batterie.
Misurazione della tensione
Consiste nell’utilizzare un voltmetro per controllare la tensione delle batterie, ma fornisce solo una stima approssimativa dello stato di carica.
Misurazione della densità dell’elettrolita
Questa operazione, possibile solo per le batterie al piombo aperte, permette di ottenere una stima più accurata dello stato di carica. Richiede l’utilizzo di un densimetro.
Utilizzo di un monitor di batteria
Questo dispositivo misura il flusso di corrente entrante e uscente dalla batteria e calcola lo stato di carica in tempo reale.
Uso di un sistema di gestione della batteria (BMS)
Questo sistema supervisiona e regola le condizioni operative della batteria, come la temperatura, la tensione, la corrente e lo stato di carica. Il BMS rileva problemi e disfunzioni, e interviene per proteggere la batteria da danni, come sovraccarico o scarica eccessiva.
Misurazione della resistenza interna
La resistenza interna di una batteria può essere un indicatore della sua salute. Un aumento della resistenza interna può indicare un deterioramento. Questa misurazione richiede l’uso di uno strumento chiamato ohmmetro.
Controllo visivo e ispezione fisica
Il controllo visivo periodico della batteria e dei suoi componenti aiuta a identificare problemi come perdite, corrosione o danni fisici. Anche se questa tecnica non fornisce dati quantitativi, è comunque molto utile per prevenire problemi.
Test di capacità
Il test di capacità, o test di scarica, misura la capacità effettiva di una batteria, cioè la quantità di energia che può ancora erogare prima di esaurirsi. Questo test monitora quindi i cali della capacità nel tempo.
Analisi termografica
L’analisi termografica utilizza una telecamera a infrarossi per rilevare le variazioni di temperatura sulla superficie della batteria. Un aumento anomalo della temperatura può essere spia di un malfunzionamento o un guasto imminente.
Monitoraggio dell’impedenza spettrale
Questa tecnica misura le variazioni di impedenza (o resistenza) in un’ampia gamma di frequenze. Queste informazioni possono essere utilizzate per rilevare cambiamenti nella struttura interna della batteria.
Sistema di diagnostica integrata
Alcune batterie moderne sono dotate di un sistema di diagnostica integrata, che raccoglie dati su vari parametri operativi e segnalare eventuali problemi. Questo sistema può essere collegato a un’app o un software per un facile monitoraggio.
Ciascuno di questi metodi ha i suoi punti di forza e di debolezza. Solo l’uso combinato di più tecniche fornisce un quadro completo dello stato di salute delle batterie.
Attenzione però, mai fare qualcosa da soli, mai improvvisare. Lasciamo sempre fare a tecnici professionisti ed esperti quando abbiamo il sospetto che la batteria di accumulo abbia dei problemi.
Misurare e ottimizzare la durata della batteria, o delle batterie, di accumulo in un impianto fotovoltaico gli assicura una vita lunga e sana.
Sappiamo però che le informazioni tecniche possono essere complesse da capire. Ma noi siamo qui per renderti le cose più semplici. Chiamaci o scrivici, ti aiuteremo a ottenere il massimo dal tuo impianto.
