In questo articolo verranno trattati i seguenti argomenti:
- il dimensionamento di un sistema di accumulo con impianto fotovoltaico
- gli incentivi
Dimensionamento di un sistema di accumulo con Impianto Fotovoltaico
Ci sono diversi programmi in grado di dimensionare un sistema di accumulo più o meno sofisticati, ma tutti si basano sulle seguenti considerazioni, il dimensionamento di un sistema di accumulo dipende da:
✓ Produzione dell’impianto fotovoltaico: se l’impianto fotovoltaico è già esistente, occorre interrogare il dispositivo di monitoraggio integrato che registra i valori di produzione. Se l’impianto è ancora da realizzare, basta eseguire una simulazione in base alla taglia dell’impianto, orientamento, e area geografica. Uno strumento classico è il software cloud gratuito PVGIS.
✓ Profilo dei consumi energetici: posso fare un censimento di tutti i miei apparati elettrici con relativa potenza e orario di funzionamento, simulare e calcolare in maniera precisa il mio profilo dei consumi nei vari giorni della settimana e mesi dell’anno con programmi di calcolo (come ad es SunSim Storage). Oppure, in maniera più approssimativa, posso analizzare le bollette, storico annuo dei consumi nelle varie fasce F1, F2 ed F3.
Analizzando i consumi nelle ore diurne (fascia F1 dalle 8.00 alle 19.00 nei giorni feriali) e notturne (fasce F2 ed F3 ad eccezione della domenica e dei giorni festivi), si può avere un’idea generale sulla quantità di energia (in kWh) che consumiamo nelle rispettive fasce orarie..
L’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico deve sempre essere maggiore dell’energia consumata, altrimenti non avrei energia disponibile per la carica delle batterie. In assenza di un sistema di accumulo, l’energia in più andrebbe immessa in rete; il portale GSE dà la possibilità di estrarre i dati sulla quantità di energia immessa in rete mensilmente con lo scambio sul posto.
Per un corretto dimensionamento del sistema di accumulo occorre rispettare il seguente bilancio energetico:
ENERGIA ACCUMULATA <= ENERGIA CONSUMATA NELLE ORE SERALI
Infatti, la parte eccedente di energia prodotta dal fotovoltaico durante le ore di sole può essere opportunamente immagazzinata per poi essere utilizzata durante le ore serali e notturne, ciò fa sì che si riduca al minimo l’energia scambiata con la rete.
Tuttavia, il fattore che rende veramente problematico ottenere un bilancio energetico accettabile è rappresentato dalla differenza stagionale di energia prodotta, la quale, considerando il rapporto tra il mese a più alto irraggiamento e quello più sfavorito, è di almeno 2,5 a 1 nel Sud Italia e va anche oltre nel Nord Italia.
Quindi, a fronte di consumi abitativi mensili abbastanza stabili nel corso dell’anno, pur con qualche accentuazione nei mesi invernali ed estivi, ci troviamo quasi sempre a dover gestire una produzione fotovoltaica sovrabbondante in estate e insufficiente in inverno. Per rendere ancora più chiaro questo concetto, riportiamo di seguito alcuni esempi.
Esempio di abitazione con impianto FV da 2 kWp e accumulo
Come esempio, si utilizzano i dati di consumo di un’abitazione ubicata nel Nord Italia, raccolti nel 2010 su campioni di 15 minuti, che presentano un valore complessivo di 2.334 kWh. Per le simulazioni sono stati utilizzati i dati Classic PVGIS relativi a Bologna che forniscono un valore di radiazione solare complessivo annuo di 1373 kWh/m2 su una superficie inclinata di 30° e orientata a Sud. In queste condizioni si può stimare che un impianto fotovoltaico della potenza di 2 kW fornisca 2.197 kWh, pari al 94% del consumo annuo. Per i calcoli sono stati invece utilizzati dei valori medi variabili su base giornaliera. Inoltre, si fa l’ipotesi di utilizzare un accumulo in litio da 2 kWh. Poiché l’energia complessivamente consumata e quella prodotta all’incirca si equivalgono, ci si aspetta che il comportamento su base mensile in una stagione intermedia si avvicini a quanto mostrato nella figura 1.
Infatti, come si può anche vedere dalla figura 2, basata invece su dati reali, l’energia accumulata nelle ore di produzione viene poi consumata nelle ore serali, durante le quali sono in genere presenti alcuni carichi ricorrenti, come: l’illuminazione, il televisore ed altre utenze tipiche dovute alla presenza contemporanea di più persone.
Un accumulo di 2 kWh risulta essere sufficiente nei 4 mesi compresi tra novembre e febbraio, dato che in questo periodo la produzione fotovoltaica non sarebbe comunque in grado di caricare un accumulo di capacità maggiore. Si veda ad esempio la figura 3.
Se ora prendiamo in esame il caso opposto, ossia il mese di luglio che mostra il più alto livello di insolazione, possiamo notare che l’energia prodotta giornalmente è in esubero rispetto a quella consumata, tanto che, se consideriamo ad esempio il 28 luglio, registriamo una produzione di 9,70 kWh a fronte di un consumo di 5,03 kWh.
Per via dello sfasamento dei carichi rispetto alla produzione, un accumulo di 2 kWh non far fronte a tutti i consumi serali e notturni, nella quale 1,21 kWh risulta una situazione di deficit e quindi si è costretti a prelevare dalla rete elettrica, mentre invece le immissioni in rete ammontano 5,80 kWh.
Infine, se consideriamo il periodo di un anno, l’accumulo da 2 kWh riesce in pratica ad azzerare, o quasi, le immissioni in rete da novembre a febbraio e riduce solo in parte gli scambi nei mesi rimanenti.
Va comunque osservato che, in questo esempio, l’installazione dell’impianto fotovoltaico comporta già di per sé una diminuzione del 32% dei prelievi dalla rete, portando il prelievo complessivo da 2.334 kWh a 1.578 kWh.
Un accumulo di 2 kWh riduce il prelievo a 1.018 kWh, portando quindi la diminuzione dei prelievi al 56% ma, come è logico aspettarsi, successivi incrementi della stessa entità non comportano pari benefici. Infatti, con un accumulo di 4 kWh il prelievo si riduce a 750 kWh, che corrisponde ad una diminuzione del 67%. Come si vede dalla figura 6, al di là della taglia, l’andamento tende però ad avvicinarsi ad un valore asintotico, oltre il quale risulta difficile ottenere benefici commisurati con lo sforzo impiegato.
Controllo dei carichi
Una volta esaurite le possibilità offerte da un accumulo locale di energia elettrica, il fattore di contemporaneità tra produzione e consumo può essere migliorato agendo sull’andamento dei carichi elettrici interni.
Pertanto, nelle stagioni intermedie, o comunque nelle giornate in cui la produzione fotovoltaica e i consumi interni all’incirca si equivalgono, si può cercare di spostare i carichi maggiori, come ad esempio la lavabiancheria e la lavastoviglie, nelle ore centrali della giornata, mentre l’accumulo si occuperebbe invece dei carichi indifferibili (illuminazione, PC, televisore, piccoli elettrodomestici. ecc.). Lo stesso tipo di gestione è possibile nei giorni di massima insolazione, presenti tipicamente in primavera inoltrata ed estate. Tuttavia, nelle giornate con elevato irraggiamento la produzione fotovoltaica, come si è visto, rimane comunque esorbitante rispetto al fabbisogno interno, per cui sarebbe opportuno trovare degli impieghi aggiuntivi rappresentati ad esempio dalla ricarica di scooter o auto elettriche.
Gli incentivi
I sistemi di accumulo abbinati a impianti fotovoltaici possono usufruire delle detrazioni dedicate alle ristrutturazioni edilizie nella misura del 50%. Lo ha chiarito l’Agenzia delle entrate con la Circolare 27 aprile 2018, n. 7/E. Ricordiamo che con l’installazione di impianti fotovoltaici si può accedere alle detrazioni fiscali del 50%, perché rientra tra gli interventi finalizzati al conseguimento di risparmi energetici e in particolare tra gli “interventi relativi alla realizzazione di opere finalizzate al conseguimento di risparmi energetici con particolare riguardo all’installazione di impianti basati sull’impiego delle fonti rinnovabili di energia. Le predette opere possono essere realizzate anche in assenza di opere edilizie propriamente dette, acquisendo idonea documentazione attestante il conseguimento di risparmi energetici in applicazione della normativa vigente in materia” (articolo 16-bis del Tuir, lettera h).
ll 27 aprile 2018, l’Agenzia delle entrate ha pubblicato la versione aggiornata della guida alla dichiarazione dei redditi, frutto della collaborazione con la Consulta dei Caf. La guida, contenuta nella Circolare 27 aprile 2018, n. 7/E, ha lo scopo di guidare i cittadini su detrazioni, deduzioni, crediti d’imposta, ritenute, documenti da presentare e conservare con la dichiarazione dei redditi relativa all’anno d’imposta 2017.
Tra le novità presenti nella guida di quest’anno, una riguarda i sistemi di accumulo abbinati a impianti fotovoltaici. In particolare, l‘Agenzia delle entrate ha precisato che “l’installazione del sistema di accumulo su un impianto dà diritto alla detrazione sia nel caso in cui tale installazione sia contestuale che successiva a quella dell’impianto fotovoltaico, configurandosi, in dette ipotesi, il sistema di accumulo come un elemento funzionalmente collegato all’impianto fotovoltaico stesso“.
Detrazioni più incentivi in Conto Capitale
Avendo la possibilità di usufruire di un incentivo regionale (vedi incentivo Lombardia), sappiamo che i due incentivi sono tra loro cumulabili, ma la detrazione fiscale si applica solo sulla parte di spesa lasciata scoperta dall’incentivo regionale. Ad esempio, se su una spesa di 6.000 euro l’incentivo lombardo eroga subito, diciamo, 3.000 euro, la detrazione fiscale verrà applicata solo sui 3.000 euro restanti, con un contributo di 1.500 euro, erogati in 10 rate annuali da 150 euro, scalate dalle tasse. In pratica, su un investimento di 6.000 euro, i due incentivi cumulati rimborsano complessivamente 4.500 euro. Per chi non vive in Lombardia e non può usufruire di un incentivo regionale di questo tipo e deve accontentarsi solo delle detrazioni fiscali del 50%, l’incentivo scende a 3.000 euro (erogate in 10 rate annuali da 300 euro).
Nella Parte 4 spiegheremo le tipologie di configurazione impianti e parleremo delle batterie presenti sul mercato.
L’ultimo articolo uscirà a breve e concluderà questa guida pratica sui sistemi di accumulo per gli impianti fotovoltaici connessi alla rete, seguici per non perderlo. Se invece non vuoi attendere e vuoi saperne di più, iscriviti ad uno dei nostri SunCity Efficiency Tour che organizziamo in varie città italiane.
Se ti sono sfuggite le prime parti della guida e vuoi scoprire quali sono le fonti, troverai risposta cliccando qui: Bibliografia!