Cos'è una batteria solare? Tutto quello che c'è da sapere

Batteria di accumulo dell'energia solare
Batteria di accumulo dell'energia solare
Risorsa: https://youtu.be/9R4nTiiJoMo

Una batteria solare può immagazzinare energia per un uso successivo e può essere una parte fondamentale di qualsiasi impianto fotovoltaico. Ma come funziona e perché ne avete bisogno? Inoltre, quale tipo di batteria è adatto al vostro impianto solare? In questo articolo abbiamo risposto a queste e a molte altre domande sulla batteria per l'energia solare.

Che cos'è una batteria solare?

Una batteria solare è definita come una elettrochimico soluzione di accumulo progettata appositamente per gli impianti fotovoltaici. Elettrochimica significa che la batteria può utilizzare la tensione per produrre una reazione chimica che porta all'energia immagazzinata e viceversa.

Una batteria di accumulo solare può essere un singolo dispositivo da utilizzare con un piccolo impianto solare o un banco di batterie per un grande array di pannelli; dipende dalla capacità di accumulo di backup richiesta ma, soprattutto, dalle dimensioni dell'impianto solare.

Come funziona la batteria solare

Dalla sua definizione, si evince che una batteria solare si basa su un processo elettrochimico per funzionare. Ciò significa che una sostanza chimica è coinvolta nei processi di carica (accumulo di energia) e di scarica (rilascio di energia). Ecco come funziona una batteria solare in breve.

  • La tipica batteria solare è composta da queste parti significative: anodo, catodo, e elettrolita. L'anodo è il lato negativo della batteria, mentre il catodo è il suo lato positivo.
  •  L'elettrolita è la soluzione chimica che permette il movimento degli elettroni per immagazzinare energia o inviarla attraverso un circuito esterno.
  •  Durante la carica, la forza elettrica esterna fa fluire gli elettroni dall'anodo al catodo. Al contrario, la batteria rilascia l'energia immagazzinata. Questo movimento di elettroni si manifesta come corrente, che può alimentare un apparecchio o un circuito elettrico.

Un sistema di accumulo a batterie solari è solitamente accoppiato in CA o in CC. Questo determina il modo in cui l'elettricità arriva all'accumulo dai pannelli, oltre ad altri fattori, come l'efficienza del sistema.

Batteria solare ad accoppiamento CC

In una configurazione con batteria solare accoppiata in corrente continua, l'energia generata dal campo passa solo attraverso il controller del caricabatterie per raggiungere la batteria e nessun altro dispositivo o sistema. In questo modo si ottiene un sistema di accumulo solare efficace ed efficiente, poiché le perdite di energia sono minime.

Batteria solare con accoppiamento CA

Questa configurazione prevede che il percorso attuale sia collegato all'inverter. Qui la corrente viene convertita da Da CC a CA per l'utilizzo da parte dei carichi. La quantità da immagazzinare passa poi attraverso un altro inverter prima di raggiungere l'accumulo. Con questi passaggi, le perdite di energia sono significative in questo tipo di configurazione.

Batteria di backup per un impianto fotovoltaico
Batteria di backup per un impianto fotovoltaico
Risorsa: https://youtu.be/X-SnISQ4xGs

Tipi di batterie solari

Le batterie solari variano principalmente in base al tipo di elettrolita utilizzato. A causa di queste variazioni, un tipo di dispositivo è più adatto a una particolare applicazione rispetto a un altro e gli utenti devono scegliere quello più adatto a loro. Alla luce di ciò, sono disponibili diversi tipi di batterie solari.

Batteria solare agli ioni di litio

È il tipo più diffuso nel mondo del fotovoltaico. Una batteria solare agli ioni di litio, come dice il nome, utilizza il sale di litio come soluzione elettrolitica. Questi tipi di batterie di accumulo fotovoltaiche offrono i seguenti vantaggi.

  • Maggiore durata e conservabilità
  •  Elevata capacità di accumulo di energia in uno spazio ridotto
  •  Cicli di scarica più lunghi
  •  Requisiti di manutenzione ridotti

I numerosi vantaggi delle batterie solari agli ioni di litio hanno un costo, poiché questi tipi sono anche i più costosi. Dato che mantengono una carica maggiore in uno spazio ridotto, le batterie sono più adatte per gli impianti fotovoltaici residenziali o domestici.

Batteria solare al piombo

Utilizzano una soluzione diluita di acido solforico come elettrolita. Oltre alle applicazioni solari, le batterie al piombo trovano impiego in altri settori, come quello automobilistico. Una batteria solare al piombo offre questi vantaggi.

  • Sono opzioni a basso costo
  •  Offrono un'eccellente affidabilità
  •  Possono essere scaricati rapidamente

Le batterie solari al piombo sono più esigenti in termini di manutenzione e richiedono un rabbocco regolare con acqua e anche una ricarica. Sono inoltre soggette a perdite e devono essere installate correttamente. Tuttavia, forniscono un backup stabile e sono adatte all'uso domestico o commerciale.

Batteria solare al nichel-cadmio

Questi tipi di batterie solari sono meno diffusi rispetto agli altri tipi. Tuttavia, offrono molti vantaggi che non si possono trovare altrove, tra cui quelli elencati di seguito.

  • Non richiedono manutenzione
  •  Può durare molto a lungo
  •  È possibile utilizzarli in condizioni difficili, come gli ambienti ad alta temperatura.

Non richiedendo manutenzione e durando a lungo, la batteria solare al nichel-cadmio è un dispositivo di accumulo affidabile. Ma Il cadmio è altamente tossico e devono essere maneggiate con la massima cura. Perciò queste batterie sono rare nelle case. Sono invece utilizzate soprattutto a livello industriale.

Batteria a flusso per l'accumulo di energia solare

Una batteria a flusso è fondamentalmente composta da due serbatoi che contengono una soluzione a base d'acqua o elettrolita. Questi tipi di batterie solari offrono diversi vantaggi.

  • Può essere scaricato completamente senza subire danni
  •  Può durare molto a lungo
  •  Non presentano rischi d'incendio, poiché il liquido non brucia.

Le dimensioni delle batterie di flusso le rendono inadatte all'uso su piccola scala. Per questo motivo si trovano solo in ambienti industriali. Inoltre, sono piuttosto costose e non sono adatte ad applicazioni non commerciali. Altre limitazioni sono la bassa capacità e i tempi di ricarica più lunghi.

Vantaggi delle batterie solari

Le batterie solari possono essere una parte fondamentale del vostro impianto fotovoltaico. Con esse, l'energia in eccesso prodotta dall'impianto può essere di scarso aiuto, a meno che il sistema non sia collegato alla rete. Anche in questo caso, però, è necessario un backup in situazioni come un blackout. I vantaggi dell'accumulo di batterie solari includono:

  • Con una batteria solare fotovoltaica, non dipendete dalla rete e potete alimentare i vostri circuiti anche in caso di blackout.
  •  Le bollette energetiche si ridurranno notevolmente perché non si utilizza attivamente la rete.
  •  Rispetto ai generatori, le batterie dei sistemi solari sono un modo silenzioso per far funzionare la casa o l'azienda, soprattutto quando non è disponibile l'energia elettrica.
  •  A seconda della posizione, è possibile sfruttare i vantaggi della crediti d'imposta con impianti solari completi.
  Batterie solari per uso domestico
Batterie solari per uso domestico
Risorsa: https://youtu.be/xnbSsE421_Q

Usi della batteria solare

Le batterie di accumulo per l'energia solare sono progettate principalmente per gli impianti fotovoltaici. Tuttavia, poiché i sistemi a energia solare sono destinati ad applicazioni diverse, è possibile utilizzare la batteria in varie situazioni. Gli usi più comuni delle batterie solari sono i seguenti:

Batteria solare per uso domestico

Questa è di gran lunga l'applicazione più comune per queste batterie. Una batteria solare per uso domestico può essere una singola unità per alimentare un semplice circuito o un intero pacchetto composto da più batterie per tutta la casa.

Quando si dimensiona una batteria domestica, entrano in gioco diversi fattori: i tipi di circuiti o di apparecchi da alimentare, la potenza del campo solare e la tecnologia della batteria più adatta alle vostre esigenze. Nella maggior parte dei casi, una batteria di accumulo solare domestica è un sistema da 5 kW.

Batteria solare per il campeggio

Si tratta di uno degli utilizzi più diffusi della tecnologia delle batterie solari, data la mancanza di accesso alla rete elettrica durante il campeggio. Nella maggior parte dei casi, queste batterie sono del tipo agli ioni di litio per garantire prestazioni più elevate, come l'accumulo di energia senza occupare molto spazio.

Si noti che una batteria solare per il campeggio può essere di tipo piccolo e portatile per alimentare la luce e caricare i dispositivi di comunicazione o di tipo pesante per alimentare un intero camper; dipende dalle esigenze specifiche di ricarica.

Batteria solare per recinzione elettrica

Questo è un altro degli usi più comuni delle batterie solari. Le recinzioni a energia solare sono molto apprezzate dagli allevatori che desiderano una soluzione di confinamento economicamente vantaggiosa o da chiunque voglia alimentare una recinzione elettrica senza dover sostenere i costi delle utenze.

Le dimensioni di una batteria solare per applicazioni di recinzione elettrica dipendono da questi fattori: le dimensioni della recinzione, la distanza percorsa e l'eventuale presenza di vegetazione che ne aumenta lo scarico. In generale, sono necessari circa 0,5 joule per ogni km o 1,3 miglia.

Batteria solare per luce da giardino

All'esterno della casa, si possono anche installare batterie solari per accumulare energia per le luci del giardino. Queste batterie si ricaricherebbero durante il giorno, quando la produzione di energia solare è al massimo e le esigenze di utilizzo sono ridotte, per poi fornire l'energia immagazzinata di notte, quando serve.

Come per molti altri usi delle batterie solari, per alimentare le luci del giardino con un sistema di accumulo è necessario calcolare correttamente il fabbisogno energetico. In genere si tratta di batterie tubolari, disponibili in confezioni singole o in pacchi.

Conclusione

La batteria o le batterie solari possono essere una parte importante del vostro impianto fotovoltaico. Permettono di catturare e conservare l'energia generata dai pannelli e di utilizzarla quando questi non forniscono energia sufficiente. È possibile utilizzare una singola batteria per più di una dozzina, in base alle proprie esigenze.

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