TECNOLOGIE A CONFRONTO
[image:image-3]
I sistemi di storage esistenti si diversificano in base alla metodologia di accumulo e si possono dividere in meccanici (es. sistemi ad aria compressa), elettrici (es. magneti), termici (es. pompe di calore), chimici (es. biocombustibili), elettrochimici .
Questi ultimi sono batterie il cui principio fondamentale si basa su un processo elettrochimico di ossido riduzione che permette il pasaggio e quindi anche l'immagazzinaggio, di cariche elettriche.
Le componenti più utilizzate sono il piombo e il litio, dove quest'ultimo presenta il vantaggio di avere un ciclo di vita decisamente più lungo.
Le batterie al litio possono essere tradizionali o litio-polimeriche . Questa distinsione dipende dall'impiego diverso dei materiali necessari sia per gli elettrodi che per l'ellettrolita.
Per gli elettrodi generalmente viene affiancato all'anodo il titanato di litio, mentre il catodo è generalmente abbinato al cobalto, nichel e manganese.
L'elettrolita invece, costituito da sali disciolti in miscela di solventi organici, può essere liquido o polimericho , da qui la prima distinzione tra batterie tradizionali e litio-polimeriche.
NEL DETTAGLIO:
Batterie Litio - Ossido di Magnesio LMO
Questi accumulatori , grazie alla loro struttra , hanno una resistenza interna della batteria ridotta , un flusso ionico incrementato così come la quantità di corrente erogata .
Tensione nominale di cella 3.80V
Questi accumulatori hanno buone prestazioni alle basse temperature e avendo l'ellettrolita solido sono a prova di perdita. Non sussiste il problema dovuto al rigonfiamento della cella durante il ciclo operativo e a temperatura ambientale la cella può essere conservata fino a sei anni con perdita di capacità massima circa del 15%.
Quindi questo tipo di accumulatori a confronto con i LCO,hanno minor densità energetica , corrente di scarica maggiore e stessa durata di vita.
Litio-Ferro - Fosfato (LFP)
Queste batterie offrono ottime performance avendo una bassa resistenza interna che le rende particolarmente adatte nei casi in cui sia necessaria un'elevata corrente di scarica.
Tensione nominale 3.30V .
Rispetto alle precedenti hanno numero maggiore di cicli di scarica (circa 1000 /2000 cicli) avendo così una vita maggiore e una maggiore resistenza alla alte temperature di lavoro.
Infine sono le batterie che offrono maggiore garanzia di sicurezza essendo molto stabili chimicamente e resistono meglio agli stress termici rispetto alle batterie LMO e LCO.
Litio-Nichel - Manganese- Diossido di Cobalto (NMC)
In queste batterie la miscela tra i tre elementi permette di avere o un'accumulatore ad elevata densità energetica oppure un'elevata corrente di scarica , ma non entrambe le cose.
Tensione nominale 3.60 V e 3.70 V.
Anche questo tipo di batterie gode di un buon numero di cicli pari alle LFP , ma come le LMO e LCO hanno bisogno di un circuito di protezione per ridurre i rischi di combustione.
Il segreto delle performance sta nella giusta combinazione del nichel e della manganese.
Il nichel, infatti, offre un'elevatà densità energetica ma bassa stabilità chimica; la manganese invece garantisce una bassa resistenza interna di cella ma abbassa la sua denista energetica.
Qui sotto si riportano i grafici a radar che mettono a confronto le batteria secondo i parametri di densità energetica, costo, energia specifica (corrente di scarica), durata di vita e sicurezza
[image:image-4]
Incentivi e novità per il fotovoltaico
REGIONE LOMBARDIA
[image:image-10]
La Giunta regionale ha approvato, su proposta dell'assessore all'Ambiente, Energia e Sviluppo sostenibile Claudia Maria Terzi, la delibera che destina 4 milioni di euro per le 'Misure di incentivazione per la diffusione dei sistemi di accumulo di energia elettrica da impianti fotovoltaici e di sistemi di ricarica domestica per veicoli elettrici'.
Il bando è rivolto a soggetti pubblici e privati residenti in Lombardia ed ha l’obiettivo di incentivare l'efficienza energetica e l'uso di energia prodotta da fonti rinnovabili.
Quali sono le misure previste?
Le misure previste dal Bando energia sono le seguenti:
· bando a sportello per l'erogazione di contributi, al fine di aumentare l'autoconsumo di energia elettrica prodotta da impianti fotovoltaici;
· bando a sportello per installare sistemi di ricarica privata per veicoli elettrici e aumento del contributo già assegnato ai beneficiari del bando 'Edifici a emissioni zero'.
Per bando a sportello si intendono finanziamenti che verranno erogati ai richiedenti senza limiti temporali ma semplicemente fino all’esaurimento delle risorse stanziate.
Le misure previste non avranno impatto sul bilancio regionale, in quanto permettono il riutilizzo delle economie dell'Accordo di Programma Quadro Ambiente e Energia del 2 febbraio 2001, ora presso Infrastrutture Lombarde.
[image:image-11]
Sistemi di accumulo dell'energia: dal solare fotovoltaico allo Storage
[image:image-0]
Rapida evoluzione dei sistemi di accumulo ereditati dalla tecnologia solareNegli ultimi anni si è assistito ad una rapida diffusione dei sistemi solari fotovoltaici, quelli che producono energia elettrica, installati sui tetti e le facciate degli edifici e collegati alla rete elettrica. Si tratta di sistemi che generalmente producono energia elettrica e la rendono disponibile all'utenza che in questo modo la può autoconsumare risparmiando sulla bolletta del distributore locale.Prezzi e risparmio reale - I costi di questi sistemi di autoproduzione di energia elettrica erano fino a qualche anno fa proibitivi e solo mediante un complesso sistema di incentivi, peraltro già avviato precedentemente in altri paesi EU, era possibile realizzare il proprio impianto solare. Il mercato, la rapida diffusione e concorrenza internazionale e della produzione asiatica nel settore avevano poi causato negli anni 2008-2011 un crollo dei prezzi dei pannelli fotovoltaici rendendo l'accesso alle tariffe incentivanti estremamente vantaggioso. Nel giro di qualche mese tale sistema incentivante è stato completamente eliminato rendendo instabile per l'ennesima volta il mercato e soprattutto mettendo fine ad un'industria del settore mai effettivamente decollata nel nostro paese; la parallela crisi economica ha fatto il resto.Produzione di energia e autoconsumo - Nonostante tutto ciò, esiste in Italia una potenza di produzione solare attualmente di circa 20 GW (gigawatt), pari a una dozzina di centrali nucleari, che ovviamente produce energia elettrica durante le ore diurne e quindi proprio quando il costo dell'energia è maggiore; di sera gli impianti solari sono ovviamente spenti e quindi tutti gli utenti prelevano l'energia necessaria dai vari distributori locali. Da più di un anno a questa parte esistono sul mercato impianti fotovoltaici residenziali in combinazione con batterie, i cosiddetti Storage, che stanno diventando sempre più convenienti e permettono di immagazzinare l'energia prodotta in eccesso durante il giorno per l'autoconsumo notturno: è probabile che sarà a breve questa soluzione a guidare una evoluzione a basse emissioni dei moderni sistemi di alimentazione elettrica. Lo Storage, cos'è? Negli ultimi anni infatti il boom del fotovoltaico in tutto il mondo ha modificato profondamente il modo in cui operano i sistemi centralizzati di produzione dell'energia elettrica e allo stesso tempo l'energia solare fotovoltaica ha iniziato a dare un contributo significativo per gli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. Le soluzioni di storage di energia elettrica sono facilmente realizzabili e con una prospettiva di costo in rapida discesa; potrebbe essere questa una delle innovazioni tecnologiche più dirompenti e di impatto in un settore, quello energetico, che vede i governi scarsamente preparati e con visioni quasi sempre a breve termine. In questa prospettiva, sarà utile analizzare le tendenze emergenti e l'influenza negativa che il fotovoltaico abbinato allo Storage nel residenziale avrà nei confronti dei sistemi di produzione elettrica centralizzati esistenti.
FOTOVOLTAICO PRONTO AL GRANDE SALTO
[image:image-1]Un valore di 200 gigawatt, sufficiente a produrre una quantità di elettricità pari al fabbisogno annuo dell'Italia, una velocità di crescita esponenziale e record mondiale italiano, col 10% della generazione elettrica globale: a dare alcuni numeri del fotovoltaico è uno studio condotto dai ricercatori dell'Istituto di biometeorologia (Ibimet) e dell'Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati (Ismn) del Cra, secondo cui la tecnologia è pronta per il 'grande salto'.Lo studio, pubblicato da Energy Science & Engineering, "spiega come l'energia solare sia un'alternativa ormai pronta per una grande transizione energetica che consenta di conciliare crescita dell'economia globale e risanamento ambientale, di risolvere il dilemma fra possibile carenza di petrolio, aumento dei costi di estrazione degli idrocarburi e crescita della popolazione", spiega Francesco Meneguzzo dell'Ibimet-Cnr di Firenze.Il fotovoltaico conviene perché, a seconda dei materiali utilizzati, restituisce da 10 a 50 volte l'energia impiegata nella sua costruzione. Inoltre "le diffuse perplessità rispetto all'occupazione di territorio paiono superate: una superficie inferiore allo 0.6% del territorio europeo sarebbe sufficiente per garantire con i pannelli fotovoltaici la copertura completa del fabbisogno elettrico Ue".L'ultima barriera all'adozione, cioè l'accumulo necessario a rendere disponibile l'elettricità in inverno di notte, è in via di superamento grazie alle evoluzioni rapidissime della tecnologia e dell'industria delle batterie e delle celle a idrogeno.
GUIDA AI SISTEMI DI ACCUMULO ELETTRICI
[image:image-2]I sistemi di storage elettrico sono dei dispositivi che immagazzinano l’energia elettrica per renderla disponibile nei momenti di maggiore fabbisogno. Questo tipo di prodotto è particolarmente utile in presenza di un impianto fotovoltaico. Infatti, per la maggior parte del tempo l’impianto produce energia in eccesso rispetto ai consumi energetici dell’abitazione.Per sfruttare al massimo il potenziale del fotovoltaico e accumulare l’energia non utilizzata che altrimenti sarebbe immessa in rete, possiamo utilizzare i dispositivi di storage.Questo significa che per alimentare i nostri consumi impieghiamo energia autoprodotta (e quindi gratuita) ed evitiamo di acquistarla dalla rete, con un notevole risparmio in bolletta.Attualmente sul mercato sono disponibili diverse tipologie di accumulo. L’inverter dell’impianto può essere collegato a un pacco batterie esterno, oppure le batterie che accumulano energia possono essere contenute direttamente all’interno della macchina (soluzione ALL-in-ONE). In base alla tipologia di batterie che vengono usate, o meglio in relazione alla tecnologia delle stesse, distinguiamo principalmente batterie al piombo e batterie al litio.Sempre di più il mercato sta ampliando l’offerta di prodotti come gli accumuli di energia, per far fronte ai crescenti fabbisogni energetici, al problema dell’esaurimento dei combustibili fossili e al crescente inquinamento ambientale. I governi stanno adottando normative a favore di queste soluzioni attraverso politiche di incentivazione, valide non solo per impianti di nuova costruzione, ma anche per installazioni esistenti, sulle quali è possibile operare attraverso azioni di retrofit.LA SITUAZIONE DEL MERCATOSecondo le stime di uno studio condotto dall’IHS Technology nel 2014, nei prossimi quattro anni il mercato degli accumuli elettrici collegati agli impianti fotovoltaici vedrà una decisa accelerazione, moltiplicando per 10 gli attuali volumi: dai 90 del 2014 a 900 MW nel 2018.Tali previsioni sembrano particolarmente attendibili per Paesi con un’insolazione elevata come l’Italia. Inoltre, la ricerca di soluzioni che privilegiamo l’autoconsumo fa parte di un processo di generale ammodernamento e adattamento delle reti elettriche ai nuovi modelli di consumo e al crescente fabbisogno energetico.I sistemi di accumulo contribuiranno a rendere le reti più affidabili e stabili e ad assicurare l’utente in caso di situazioni di emergenza come i black-out. In questo senso, i governi dei Paesi occidentali stanno attuando politiche a favore dei sistemi di storage attraverso incentivi e facilitazioni.L’ostacolo principale, ch fino qualche tempo fa frenava l’espansione del mercato, era sicuramente rappresentato dai prezzi ancora troppo elevati. Questi si sono considerevolmente ridotti negli ultimi anni e la tendenza sarà certamente quella di un ulteriore abbassamento in futuro.FAQ – Frequently Asked Questions1. E’ conveniente installare sistema di accumulo?Oggi più che mai è conveniente e i motivi sono diversi:- Maggiore autonomia dalla rete e dalle fluttuazioni dei prezzi dei combustibili- Maggiore indipendenza dai principali gestori elettrici e del gas- Maggiore valore alla propria abitazione- Importanti agevolazioni a livello nazionale/regionale2. Esistono agevolazioni specifiche per i sistemi di accumulo?I sistemi di accumulo fanno parte, nel loro insieme, di sistemi fotovoltaici che, su indicazione della stessa Agenzia delle Entrate, possono usufruire della detrazione IRPEF 50% per le perone fisiche per tutto il 2015.3. I sistemi di accumulo sono sicuri da installare all’interno di abitazioni residenziali?I sistemi di accumulo, sia al piombo sia al litio, sono testati secondo le più rigide normative internazionali. I sistemi al piombo di tipo RES hanno, al loro interno, un cabinet studiato per evitare accumulo di gas e tutte le batterie sono dotate di valvola di sfiato per evitare il ristagno di gas. I sistemi al litio hanno un controller interno che permette di gestire le temperature e intervenire in ogni momento in caso di problematiche sulla batteria. Sono inoltre dotati di dispositivi per evitare qualsiasi rischio derivante da incendi o errate manipolazioni.4. Posso installare un sistema di accumulo in un impianto fotovoltaico esistente e già incentivato?Sì, è possibile. Il gestore della rete GSE, soggetto che regola gli incentivi in Conto Energia, ha emanato specifiche regole in materia nel corso del mese di Aprile 2015 per regolamentare questo tipo di intervento. Un sistema ad accumulo è ancora più conveniente in caso di impianti già esistenti, dove buona parte dell’investimento iniziale è stata ammortizzata ed è quindi possibile massimizzare la resa dell’impianto soprattutto nella fascia serale. Spesso la soluzione migliore e più economica è quella di sostituire l’inverter esistente con uno più efficiente di nuova generazione, dotato di batteria interna o esterna e conforme alle ultime normative vigenti.