Una volta dotato di un impianto fotovoltaico, un edificio diventa a sua volta una miniatura del sistema elettrico: ha un impianto di generazione, un impianto elettrico e delle utenze; e ha anche gli stessi problemi del sistema elettrico a sincronizzare la produzione di energia – che dipende dal sole – col consumo – che dipende dai bisogni e dalle abitudini di una famiglia. Per questa ragione, a impianti fotovoltaici domestici e non, vengono sempre più spesso associate delle batterie.
Le batterie offrono vantaggi sia economici che ambientali.
La presenza di una batteria a fianco di un impianto fotovoltaico permette di auto-consumarne di più, e ciò, dal punto di vista economico, è più conveniente che immettere energia in rete. Inoltre le batterie permettono di far fronte ai picchi di consumo elettrico pur mantenendo una ridotta potenza del contatore, che rappresenta un costo fisso: è il cosiddetto peak shaving, una pratica diffusa soprattutto nell’industria e destinata ad affiancare lo sviluppo delle colonnine per la ricarica veloce degli autoveicoli, caratterizzate da improvvise impennate nel fabbisogno di energia elettrica.
Infine, le batterie domestiche possono partecipare alla gestione su larga scala della rete elettrica, offrendo ad essa servizi remunerati quali i servizi di stabilizzazione.
Lo storage di energia su scala domestica ha un impatto positivo anche sull’ambiente. Infatti, riducendo il prelievo dalla rete, si evitano le dispersioni energetiche dovute al trasporto sulle lunghe distanze (ca. 10%); mentre riducendo i picchi di domanda elettrica si riduce il bisogno di infrastrutture elettriche, foriere anch’esse sia di costi che di impatti ambientali.
L’elettronica di potenza è fondamentale in questo scenario, poiché permette tutte le conversioni di energia necessarie all’interconnessione dei vari diversi elementi del sistema di generazione/accumulo.
Esempi di dispositivi associati all’elettronica di potenza legata alle batterie per l’autoconsumo energetico
Elettronica di potenza a controllo digitale per energy storage, potenza 30kW.
Gestisce un buffer di energia costituito da 4 batterie al Litio tra loro indipendenti. Si collega a un sistema trifase, 400V 50Hz. E’ ottimizzato per essere sistemato in parallelo a una rete di generatori e intervenire per ripianare i transitori di carico, oppure per sostituire in toto i generatori in caso di basso carico.
Assieme di convertitori elettronici a controllo digitale per generatore ibrido 230V 50Hz 3fase, potenza 6kW, raffreddato a aria o a liquido.
Gestisce un buffer di energia costituito da batterie al Litio, sorgenti rinnovabili multiple (eolico e solare) ed è dotato delle funzioni smart grid necessarie al funzionamento come prosumer in una comunità energetica.
Consente l’utilizzo ottimizzato alle necessità della singola utenza (casa/appartamento) anche delle fonti comuni della comunità energetica locale.