Come funziona una batteria solare?|Spiegazione dell'accumulo di energia

Una batteria solare può essere un'aggiunta importante al tuo sistema di energia solare.Ti aiuta a immagazzinare l'elettricità in eccesso che puoi utilizzare quando i tuoi pannelli solari non generano abbastanza energia e ti offre più opzioni su come alimentare la tua casa.

Se stai cercando la risposta a "Come funzionano le batterie solari?", questo articolo spiegherà cos'è una batteria solare, la scienza delle batterie solari, come funzionano le batterie solari con un sistema di energia solare e i vantaggi generali dell'utilizzo dell'energia solare immagazzinamento della batteria.

Cos'è una batteria solare?

Iniziamo con una semplice risposta alla domanda "Cos'è una batteria solare?":

Una batteria solare è un dispositivo che puoi aggiungere al tuo sistema di energia solare per immagazzinare l'elettricità in eccesso generata dai tuoi pannelli solari.

Puoi quindi utilizzare l'energia immagazzinata per alimentare la tua casa nei momenti in cui i tuoi pannelli solari non generano abbastanza elettricità, comprese le notti, i giorni nuvolosi e durante le interruzioni di corrente.

Lo scopo di una batteria solare è aiutarti a utilizzare più energia solare che stai creando.Se non disponi di una batteria di accumulo, l'elettricità in eccesso proveniente dall'energia solare va alla rete, il che significa che stai generando energia e fornendola ad altre persone senza sfruttare appieno l'elettricità creata dai tuoi pannelli.

Per ulteriori informazioni, consulta il nostroGuida alle batterie solari: vantaggi, caratteristiche e costi

La scienza delle batterie solari

Le batterie agli ioni di litio sono la forma più popolare di batterie solari attualmente sul mercato.Questa è la stessa tecnologia utilizzata per smartphone e altre batterie high-tech.

Le batterie agli ioni di litio funzionano attraverso una reazione chimica che immagazzina energia chimica prima di convertirla in energia elettrica.La reazione si verifica quando gli ioni di litio rilasciano elettroni liberi e quegli elettroni fluiscono dall'anodo caricato negativamente al catodo caricato positivamente.

Questo movimento è incoraggiato e potenziato dall'elettrolita al sale di litio, un liquido all'interno della batteria che bilancia la reazione fornendo gli ioni positivi necessari.Questo flusso di elettroni liberi crea la corrente necessaria alle persone per utilizzare l'elettricità.

Quando si preleva elettricità dalla batteria, gli ioni di litio rifluiscono attraverso l'elettrolita verso l'elettrodo positivo.Allo stesso tempo, gli elettroni si spostano dall'elettrodo negativo all'elettrodo positivo attraverso il circuito esterno, alimentando il dispositivo collegato.

Le batterie di accumulo dell'energia solare domestica combinano più celle della batteria a ioni con un'elettronica sofisticata che regola le prestazioni e la sicurezza dell'intero sistema di batterie solari.Pertanto, le batterie solari funzionano come batterie ricaricabili che utilizzano la potenza del sole come input iniziale che avvia l'intero processo di creazione di una corrente elettrica.

Confronto tra le tecnologie di accumulo della batteria

Quando si tratta di tipi di batterie solari, ci sono due opzioni comuni: agli ioni di litio e al piombo.Le aziende di pannelli solari preferiscono le batterie agli ioni di litio perché possono immagazzinare più energia, trattenere quell'energia più a lungo rispetto ad altre batterie e hanno una maggiore profondità di scarica.

Conosciuto anche come DoD, la profondità di scarica è la percentuale a cui una batteria può essere utilizzata, in relazione alla sua capacità totale.Ad esempio, se una batteria ha un DoD del 95%, può tranquillamente utilizzare fino al 95% della capacità della batteria prima che debba essere ricaricata.

Batteria agli ioni di litio

Come accennato in precedenza, i produttori di batterie preferiscono la tecnologia delle batterie agli ioni di litio per la sua maggiore DoD, durata affidabile, capacità di trattenere più energia più a lungo e dimensioni più compatte.Tuttavia, a causa di questi numerosi vantaggi, le batterie agli ioni di litio sono anche più costose rispetto alle batterie al piombo.

Batteria al piombo

Le batterie al piombo (la stessa tecnologia della maggior parte delle batterie per auto) sono in circolazione da anni e sono state ampiamente utilizzate come sistemi di accumulo di energia domestici per opzioni di alimentazione fuori rete.Sebbene siano ancora sul mercato a prezzi convenienti, la loro popolarità sta svanendo a causa del basso DoD e della durata della vita più breve.

Archiviazione accoppiata in c.a. vs. archiviazione accoppiata in c.c

L'accoppiamento si riferisce al modo in cui i pannelli solari sono collegati al sistema di accumulo della batteria e le opzioni sono l'accoppiamento in corrente continua (CC) o l'accoppiamento in corrente alternata (CA).La principale differenza tra i due risiede nel percorso seguito dall'elettricità creata dai pannelli solari.

Le celle solari creano elettricità CC e quell'elettricità CC deve essere convertita in elettricità CA prima che possa essere utilizzata dalla tua casa.Tuttavia, le batterie solari possono immagazzinare solo elettricità CC, quindi ci sono diversi modi per collegare una batteria solare al tuo sistema di energia solare.

Stoccaggio accoppiato CC

Con l'accoppiamento CC, l'elettricità CC creata dai pannelli solari scorre attraverso un regolatore di carica e quindi direttamente nella batteria solare.Non vi è alcun cambiamento di corrente prima dell'immagazzinamento e la conversione da CC a CA avviene solo quando la batteria invia elettricità a casa tua o torna alla rete.

Una batteria di accumulo accoppiata a CC è più efficiente, perché l'elettricità deve passare da CC a CA solo una volta.Tuttavia, lo storage con accoppiamento CC in genere richiede un'installazione più complessa, che può aumentare il costo iniziale e allungare la tempistica complessiva dell'installazione.

Stoccaggio accoppiato AC

Con l'accoppiamento CA, l'elettricità CC generata dai pannelli solari passa prima attraverso un inverter per essere convertita in elettricità CA per l'uso quotidiano dagli elettrodomestici della tua casa.Tale corrente alternata può anche essere inviata a un inverter separato per essere riconvertita in corrente continua per essere immagazzinata nella batteria solare.Quando è il momento di utilizzare l'energia immagazzinata, l'elettricità defluisce dalla batteria e torna in un inverter per essere riconvertita in elettricità CA per la tua casa.

Con l'accumulo accoppiato alla corrente alternata, l'elettricità viene invertita tre volte separate: una volta quando si passa dai pannelli solari alla casa, un'altra quando si passa da casa all'accumulo della batteria e una terza volta quando si torna dall'accumulo della batteria alla casa.Ogni inversione comporta alcune perdite di efficienza, quindi lo storage accoppiato in CA è leggermente meno efficiente di un sistema accoppiato in CC.

A differenza dell'accumulo accoppiato CC che immagazzina solo energia dai pannelli solari, uno dei grandi vantaggi dell'accumulo accoppiato CA è che può immagazzinare energia sia dai pannelli solari che dalla rete.Ciò significa che anche se i tuoi pannelli solari non generano elettricità sufficiente per caricare completamente la batteria, puoi comunque riempire la batteria con l'elettricità dalla rete per fornirti alimentazione di backup o per sfruttare l'arbitraggio della tariffa elettrica.

È anche più facile aggiornare il tuo sistema di energia solare esistente con un accumulatore a batteria accoppiato in CA, perché può essere semplicemente aggiunto al progetto di un sistema esistente, invece di dover essere integrato in esso.Ciò rende l'accumulo di batteria accoppiato CA un'opzione più popolare per le installazioni di retrofit.

Come funzionano le batterie solari con un sistema di energia solare

l'intero processo inizia con i pannelli solari sul tetto che generano energia.Ecco una ripartizione passo passo di ciò che accade con un sistema accoppiato in CC:

1. La luce solare colpisce i pannelli solari e l'energia viene convertita in elettricità CC.
2. L'elettricità entra nella batteria e viene immagazzinata come elettricità CC.
3. L'elettricità CC lascia quindi la batteria ed entra in un inverter per essere convertita in elettricità CA che la casa può utilizzare.

Il processo è leggermente diverso con un sistema accoppiato in c.a.

1. La luce solare colpisce i pannelli solari e l'energia viene convertita in elettricità CC.
2. L'elettricità entra nell'inverter per essere convertita in corrente alternata utilizzabile dalla casa.
3. L'elettricità in eccesso fluisce quindi attraverso un altro inverter per tornare in corrente continua che può essere immagazzinata per dopo.
4. Se la casa ha bisogno di utilizzare l'energia immagazzinata nella batteria, quell'elettricità deve fluire di nuovo attraverso l'inverter per diventare elettricità CA.

Come funzionano le batterie solari con un inverter ibrido

Se si dispone di un inverter ibrido, un singolo dispositivo può convertire l'elettricità CC in elettricità CA e può anche convertire l'elettricità CA in elettricità CC.Di conseguenza, non hai bisogno di due inverter nel tuo impianto fotovoltaico (FV): uno per convertire l'elettricità dai tuoi pannelli solari (inverter solare) e un altro per convertire l'elettricità dalla batteria solare (inverter batteria).

Conosciuto anche come inverter basato su batteria o inverter ibrido collegato alla rete, l'inverter ibrido combina un inverter a batteria e un inverter solare in un'unica apparecchiatura.Elimina la necessità di avere due inverter separati nella stessa configurazione funzionando come un inverter sia per l'elettricità dalla batteria solare che per l'elettricità dai pannelli solari.

Gli inverter ibridi stanno diventando sempre più popolari perché funzionano con e senza accumulo di batteria.Puoi installare un inverter ibrido nel tuo sistema di energia solare senza batteria durante l'installazione iniziale, offrendoti la possibilità di aggiungere un accumulo di energia solare a valle.

Vantaggi dell'accumulo di batterie solari

L'aggiunta della batteria di riserva per i pannelli solari è un ottimo modo per assicurarti di ottenere il massimo dal tuo sistema di energia solare.Ecco alcuni dei principali vantaggi di un sistema di accumulo di batterie solari per la casa:

Memorizza la produzione di elettricità in eccesso

Il tuo sistema di pannelli solari può spesso produrre più energia di quella di cui hai bisogno, specialmente nelle giornate di sole quando nessuno è in casa.Se non si dispone di un accumulatore di energia solare, l'energia extra verrà inviata alla rete.Se partecipi ad aprogramma di misurazione netta, puoi guadagnare credito per quella generazione extra, ma di solito non è un rapporto 1:1 per l'elettricità che generi.

Con l'accumulo della batteria, l'elettricità extra carica la batteria per un uso successivo, invece di andare alla rete.È possibile utilizzare l'energia immagazzinata durante i periodi di generazione inferiore, il che riduce la dipendenza dalla rete per l'elettricità.

Fornisce sollievo dalle interruzioni di corrente

Poiché le batterie possono immagazzinare l'energia in eccesso creata dai pannelli solari, la tua casa avrà elettricità disponibile durante le interruzioni di corrente e altre volte quando la rete si interrompe.

Riduce la tua impronta di carbonio

Con l'accumulo della batteria del pannello solare, puoi diventare ecologico sfruttando al massimo l'energia pulita prodotta dal tuo sistema di pannelli solari.Se quell'energia non viene immagazzinata, farai affidamento sulla rete quando i tuoi pannelli solari non generano abbastanza per le tue esigenze.Tuttavia, la maggior parte dell'elettricità dalla rete viene prodotta utilizzando combustibili fossili, quindi è probabile che tu stia utilizzando energia sporca quando attingi dalla rete.

Fornisce elettricità anche dopo il tramonto

Quando il sole tramonta e i pannelli solari non generano elettricità, la rete interviene per fornire l'energia necessaria se non si dispone di alcuna riserva di batteria.Con una batteria solare, utilizzerai più elettricità solare di notte, offrendoti una maggiore indipendenza energetica e aiutandoti a mantenere bassa la bolletta elettrica.

Una soluzione silenziosa per le esigenze di alimentazione di backup

Una batteria a energia solare è un'opzione di accumulo di energia di backup silenziosa al 100%.Puoi beneficiare di energia pulita esente da manutenzione e non devi fare i conti con il rumore proveniente da un generatore di riserva alimentato a gas.

Da asporto chiave

Capire come funziona una batteria solare è importante se stai pensando di aggiungere l'accumulo di energia del pannello solare al tuo sistema di energia solare.Poiché funziona come una grande batteria ricaricabile per la tua casa, puoi sfruttare l'energia solare in eccesso creata dai tuoi pannelli solari, offrendoti un maggiore controllo su quando e come utilizzare l'energia solare.

Le batterie agli ioni di litio sono il tipo più popolare di batteria solare e funzionano attraverso una reazione chimica che immagazzina energia e poi la rilascia come energia elettrica per l'uso in casa.Sia che tu scelga un sistema accoppiato in CC, accoppiato in CA o ibrido, puoi aumentare il ritorno sull'investimento del tuo sistema di energia solare senza fare affidamento sulla rete.