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Accumulo di batterie per sistemi solari

Perché la conservazione della batteria? Lo stoccaggio è utile per la transizione energetica!

"Per ottenere un migliore adeguamento tra produzione e consumo di energia, oltre a misure come la gestione del carico, si può anche prendere in considerazione l'accumulo stazionario di energia elettrica." Citazione dal seminario VDI
Perché prima un grande sistema solare?
Se viene generata solo poca energia solare, può essere immagazzinata solo una piccola quantità di energia in eccesso. Solo quando il tetto è completamente occupato o è stata raggiunta una dimensione di 15-40kWp per un'abitazione privata, ha senso pensare allo stoccaggio della batteria. I sistemi solari più grandi hanno anche costi di produzione specifici inferiori. 40kWp sembrano tanti, ma una o due auto elettriche aumentano direttamente il consumo di circa 10.000 kWh all'anno. Nei mesi da marzo a ottobre, è relativamente facile essere quasi autosufficienti con la batteria. Nei restanti mesi, un sistema solare su larga scala è importante per un'autosufficienza solare ancora accettabile. Di seguito una tabella con i consumi medi annui delle diverse tipologie domestiche, le prestazioni minime consigliate dell'impianto fotovoltaico e il grado di autosufficienza ottenibile con e senza accumulo di batterie. Ipotesi: Consumo energetico medio annuo e dimensione consigliata dell'impianto solare con almeno il 40% di autosufficienza:
le persone potenza assorbita Ø Sistema solare - tetto sud Con batteria Con batteria
10 kWh 20 kWh
1 persona 2.000 kWh 5,4 kWp / 41,2% Autarchia 81,6% Autarchia 92,7% autarchici
2 persone 3.300 kWh 7,8 kWp / 42,3% Autarchia 82,1% Autarchia 89,2% autarchici
3 persone 4.300 kWh 7,8 kWp / 40,2% Autarchia 76,4% Autocarri Autar 88,0% autarchici
4 persone 5.000 kWh 10,8 kWp / 41,1% Autarchia 77,5% autarchici 90,1% autarchici
5 persone 6.200 kWh 13,8 kWp / 40,3% Autarchia 78,3% autarchici 89,3% Autarchia
I risultati appaiono completamente diversi quando grandi consumatori come una pompa di calore per il riscaldamento centralizzato con produzione di acqua calda e/o un'auto elettrica aumentano significativamente il consumo di elettricità:
caso di bisogno potenza assorbita Ø Sistema solare tetto sud Con stoccaggio 10kWh Con stoccaggio 20kWh Con stoccaggio 30kWh
Con pompa di calore
4 persone 8.451 kWh 24,5 kWp / 39,1% Autarchia 68,4% Autocarri Autar 73,8% autarchici 80,1% Autarchia
Con WP ed EV
4 persone 13.542 kWh 44,2 kWp / 28,0% Autarchia 50,6% autarchici 64,9% Autarchia 81,5% autarchici

*Tutti i dati sono stati determinati con SMA-SunnyDesignWeb. Ipotesi: Orientamento a sud, accumulo agli ioni di litio con capacità utilizzabile del 90% Nessuna transizione energetica senza accumulo di energia Il motore dello sviluppo è la transizione energetica, in particolare: l'espansione delle energie rinnovabili. La loro quota nel mix energetico tedesco è stata di oltre il 35% nel 2019. Secondo le stime, rappresenteranno dal 55 al 60 percento entro il 2035. Ciò che comporta un miglioramento sostenibile per il clima e l'ambiente è una grande sfida per la rete elettrica: poiché il vento non soffia sempre e il sole non splende di notte, la quota crescente di energie rinnovabili porta anche a maggiori fluttuazioni nella rete . Questi possono in parte compensare i sistemi di accumulo della batteria più piccoli nella sfera privata e i sistemi di accumulo della batteria di grandi dimensioni nell'uso commerciale.

Le batterie agli ioni di litio sono le più efficienti I dispositivi di accumulo di energia odierni sono in genere batterie agli ioni di litio (Li-Ion) e alla ferrite di litio (LiFePo). Le celle agli ioni di litio hanno il chiaro vantaggio di una densità di energia notevolmente superiore. La loro quota dell'accumulo di energia disponibile in commercio è di circa il 95%. I modelli precedenti erano spesso ancora basati sulla tecnologia piombo-gel o piombo-acido, ma oggi rappresentano solo circa il 6% dei dispositivi di accumulo di energia. Esistono anche sistemi di accumulo di batterie fotovoltaiche isolate per abitazioni private a base di acqua salata come elettrolita, nonché sistemi di accumulo di batterie a flusso redox al vanadio. Tuttavia, la loro quota in Germania è inferiore allo 0,05%. È la conclusione di uno studio del Ministero federale dell'istruzione e della ricerca, dell'Istituto di ecologia applicata (Öko-Institut) e della FONA, il dipartimento di ricerca socio-ecologica del BMBF. Le moderne batterie al litio non solo sono in vantaggio rispetto ad altre tecnologie in termini di penetrazione del mercato, sono anche più economiche da produrre, durano più a lungo e, soprattutto, sono più potenti. “Le migliori celle Li-NCM di oggi raggiungono una densità di energia di quasi 700 wattora per litro di volume. Sarebbe sufficiente per far funzionare una lampadina da 100 watt per sette ore", affermano gli esperti del Fraunhofer Institute.

Celle della batteria agli ioni di litio - qui: Tesla-18650 Moduli della batteria agli ioni di litio dei veicoli Tesla Model S e Model X Avviso sui marchi: TESLA® è un marchio di Tesla, Inc, 45500 Fremont Boulevard, Fremont, CA 94538