Retrofit di sistemi fotovoltaici esistenti con batterie accoppiate in corrente alternata: requisiti tecnici e guida alla compatibilità

Molti impianti fotovoltaici sono stati originariamente installati senza accumulo a batteria. Durante il giorno, l'impianto fotovoltaico genera energia solare che può essere utilizzata direttamente in casa o immessa nella rete. La sera o di notte, tuttavia, quando i pannelli solari non producono più elettricità, l'abitazione deve comunque prelevare energia dalla rete.

È qui che un retrofit con batterie ad accoppiamento CA può apportare valore aggiunto. Per i proprietari di casa che desiderano aggiungere un sistema di accumulo a batteria a un impianto fotovoltaico esistente, l'accoppiamento CA può aumentare l'autoconsumo, ridurre la dipendenza dalla rete e sfruttare al meglio l'energia solare in eccesso senza necessariamente sostituire l'inverter solare esistente.

Tuttavia, l'installazione di una batteria solare su un impianto preesistente non si limita alla scelta della dimensione della batteria. La soluzione ideale dipende da diversi fattori, tra cui la compatibilità tecnica, la progettazione del sistema di misurazione, il collegamento alla rete, l'impianto elettrico, la capacità della batteria, la potenza erogata, il profilo di carico, i requisiti di backup e il costo complessivo dell'installazione.

Che cosa è un sistema di accumulo di batterie accoppiato a corrente alternata?

Un sistema di accumulo a batteria accoppiato in corrente alternata è collegato al lato in corrente alternata dell'impianto elettrico domestico. L'impianto fotovoltaico esistente continua a generare energia solare tramite l'inverter solare esistente, mentre il sistema di accumulo a batteria viene aggiunto separatamente all'impianto elettrico in corrente alternata dell'abitazione.

In parole semplici, i pannelli solari generano elettricità. L'inverter fotovoltaico esistente converte questa elettricità in corrente alternata per l'uso domestico. Quando l'impianto fotovoltaico produce più elettricità di quanta ne venga consumata in casa, la batteria collegata in corrente alternata può immagazzinare l'energia in eccesso. Successivamente, quando la domanda domestica è maggiore e la produzione di energia solare è bassa, la batteria rilascia elettricità nell'abitazione.

Il vantaggio principale di un retrofit con accoppiamento in corrente alternata è la flessibilità. In molti impianti fotovoltaici esistenti, l'inverter solare originale può continuare a funzionare. Questo rende l'accumulo a batteria con accoppiamento in corrente alternata un'opzione pratica per i progetti di retrofit in cui l'obiettivo è aggiungere un sistema di accumulo di energia senza ricostruire l'intero impianto solare.

Rispetto ai sistemi di batterie con accoppiamento in corrente continua (CC), le soluzioni con accoppiamento in corrente alternata (CA) sono spesso più facili da integrare negli impianti fotovoltaici esistenti.I sistemi di accumulo di energia con accoppiamento in corrente continua (CC) possono essere efficienti per i nuovi impianti solari o per i progetti in cui l'inverter viene sostituito, ma di solito richiedono maggiori modifiche all'impianto fotovoltaico esistente. Per molti progetti di retrofit con accumulo a batteria, l'accoppiamento in corrente alternata (CA) è l'approccio più pratico.

Ammodernamento dei sistemi di accumulo a batteria per impianti fotovoltaici esistenti: requisiti tecnici e verifiche di compatibilità

Prima di aggiungere una batteria solare a un impianto fotovoltaico esistente, è necessario valutare attentamente l'installazione attuale. La questione fondamentale non è solo se sia possibile collegare una batteria, ma se l'intero sistema fotovoltaico, la batteria, il sistema di misurazione e l'impianto elettrico possano funzionare in modo sicuro, affidabile ed efficiente dopo l'intervento.

Prima di pianificare un retrofit con batteria accoppiata in corrente alternata, verificare:

• L'inverter solare esistente è ancora affidabile e compatibile con la rete?

• L'impianto fotovoltaico produce regolarmente energia solare in eccesso?

• Il quadro elettrico è adatto per componenti aggiuntivi?

• È possibile una misurazione accurata nel punto di connessione alla rete?

• È necessaria un'alimentazione di riserva o è sufficiente ottimizzare l'autoconsumo?

• La capacità della batteria e la potenza erogata sono adeguate al profilo di carico?

• Sono previsti caricabatterie per veicoli elettrici, pompe di calore o futuri carichi ad alta potenza?

Inverter solare esistente

Con un sistema di accumulo a batteria con accoppiamento in corrente alternata, l'inverter solare esistente può spesso rimanere in uso. Questo è uno dei motivi principali per cui i sistemi con accoppiamento in corrente alternata sono interessanti per gli impianti fotovoltaici esistenti. Tuttavia, l'inverter dovrebbe comunque essere controllato prima dell'installazione del sistema di accumulo a batteria.

La questione fondamentale è se l'inverter solare esistente continui a funzionare in sicurezza e in conformità con i requisiti di rete, e se il sistema di batterie collegato in corrente alternata possa essere controllato in modo indipendente. Il sistema di batterie deve essere in grado di rilevare l'eccesso di energia solare, caricarsi correttamente, scaricarsi al momento giusto e integrarsi in modo sicuro nell'impianto elettrico domestico esistente.

Le domande importanti includono:

• Quanti anni ha l'inverter solare esistente?

• Qual ​​è la capacità dell'impianto fotovoltaico esistente?

• L'inverter funziona in modo affidabile e in conformità con i requisiti di rete?

• Il sistema include già apparecchiature di monitoraggio o di comunicazione?

• È prevista la sostituzione dell'inverter a breve?

• È opportuno continuare a utilizzare l'inverter esistente a lungo termine?

Sebbene Sistemi di batterie accoppiati in corrente alternataSebbene i sistemi fotovoltaici siano meno dipendenti dall'inverter esistente rispetto ai sistemi accoppiati in corrente continua, le condizioni del sistema attuale sono comunque importanti. Un inverter vecchio, inaffidabile o sottodimensionato può influire sulla pianificazione del sistema e dovrebbe essere preso in considerazione durante la valutazione di compatibilità.

Progettazione della misurazione e misurazione dell'energia

Un sistema di accumulo a batteria può caricarsi e scaricarsi efficacemente solo se la produzione di energia solare, il consumo domestico e l'immissione in rete vengono misurati correttamente. Per questo motivo, la progettazione del sistema di misurazione è uno dei requisiti tecnici più importanti in un progetto di ammodernamento di un impianto solare con accumulo a batteria.

Nella maggior parte dei casi, è necessario un contatore di energia o un contatore intelligente nel punto di misurazione corretto. Questo dispositivo misura se l'abitazione sta importando elettricità dalla rete o esportando l'energia solare in eccesso. In base a questi dati, il sistema di gestione energetica decide quando la batteria deve essere caricata o scaricata.

I punti chiave includono:

• Misurazione accurata dell'importazione e dell'esportazione della rete

• posizionamento corretto del contatore di energia o dei sensori CT

• Rilevamento affidabile dell'energia solare in eccesso

• Coordinamento con la gestione energetica, i caricabatterie per veicoli elettrici o le pompe di calore

• considerazione dei limiti di esportazione o dei requisiti di esportazione zero, ove applicabili

Un sistema di misurazione progettato in modo inadeguato può causare una carica tardiva della batteria, una scarica inutile o la mancata rilevazione dell'energia solare in eccesso disponibile. Ciò può ridurre le prestazioni del sistema e limitare i vantaggi dell'intervento di ammodernamento.

Connessione alla rete, standard e registrazione

Un sistema di accumulo a batteria installato successivamente diventa parte integrante dell'impianto elettrico domestico. Pertanto, deve essere progettato, installato e collaudato correttamente. Occorre tenere conto delle normative locali in materia di connessione alla rete, dei requisiti del fornitore di energia elettrica e degli standard elettrici applicabili.

A seconda dell'ubicazione del progetto e della progettazione del sistema, potrebbe essere necessario segnalare il sistema di accumulo a batteria al gestore della rete locale o registrarlo presso le autorità competenti. Potrebbero inoltre essere applicati requisiti relativi alla sicurezza elettrica, alla protezione della rete, alla protezione anti-islanding e alla messa in servizio del sistema.

Per i proprietari di impianti, ciò significa che l'installazione di una batteria per impianti solari non deve essere considerata un semplice aggiornamento "plug-and-play". La batteria deve essere installata da professionisti qualificati affinché l'intero sistema possa funzionare in modo sicuro, affidabile e conforme alle normative locali.

Quadro di installazione e distribuzione elettrica

Oltre all'impianto fotovoltaico e all'inverter, è necessario rivedere anche la distribuzione elettrica dell'abitazione. Negli edifici più vecchi, il quadro elettrico di distribuzione può diventare un fattore importante in fase di progettazione e di costo.

È necessario verificare i seguenti punti:

• Condizioni del quadro elettrico o del quadro di distribuzione

• Capacità di connessione disponibile

• Dispositivi di protezione e progettazione della sicurezza elettrica

• integrazione monofase o trifase

• spazio per componenti aggiuntivi

• requisiti da caricabatterie per veicoli elettrici, pompe di calore o altri carichi ad alta potenza

Quando sono coinvolti più carichi elettrici, non è sufficiente considerare solo la capacità della batteria. La potenza erogata dal sistema di batterie e la sua integrazione elettrica devono essere compatibili anche con il reale fabbisogno energetico dell'abitazione.

Capacità della batteria e potenza della batteria

Nella scelta di una batteria per impianti solari retrofit, due valori sono particolarmente importanti: la capacità della batteria e la potenza della batteria.

La capacità della batteria si misura in kWh. Indica quanta energia la batteria può immagazzinare. La potenza della batteria si misura in kW. Indica quanta potenza la batteria può caricare o scaricare in una singola operazione.

Entrambi i valori sono importanti quando si aggiunge un sistema di accumulo a batteria a un impianto solare esistente. Una batteria di grande capacità potrebbe non funzionare bene se la potenza di carica o scarica è troppo bassa per il profilo di consumo domestico. Allo stesso tempo, una batteria ad alta potenza potrebbe non essere economicamente vantaggiosa se l'impianto fotovoltaico non genera sufficiente energia in eccesso per caricarla regolarmente.

Quando si dimensiona un sistema di accumulo a batteria, è necessario considerare i seguenti fattori:

• Consumo annuo di elettricità

• Generazione di energia solare fotovoltaica

• Domanda di elettricità serale e notturna

• capacità utilizzabile della batteria

• carichi programmati come caricabatterie per veicoli elettrici o pompe di calore

• Esigenze di espansione future

Una batteria più grande non è sempre la scelta migliore. In molti casi, una batteria di dimensioni adeguate è più conveniente di un sistema sovradimensionato che non viene sfruttato appieno durante il funzionamento quotidiano.

Alimentazione di riserva, alimentazione di emergenza e alimentazione di riserva per tutta la casa

Molti utenti presumono che un sistema di accumulo a batteria installato successivamente fornirà automaticamente energia durante un'interruzione di corrente. Non è sempre così.

Un sistema di batterie standard progettato per l'autoconsumo non funziona automaticamente come sistema di alimentazione di emergenza. La funzionalità di emergenza richiede solitamente componenti tecnici aggiuntivi, come un inverter per batterie predisposto per l'emergenza, un interruttore di trasferimento automatico, una scatola di backup o un circuito di backup dedicato.

Prima dell'installazione, è necessario chiarire i seguenti punti:

• La batteria è destinata esclusivamente all'autoconsumo?

• Durante un'interruzione di corrente, alcuni carichi selezionati devono rimanere alimentati?

• È necessario un sistema di backup monofase o trifase?

• Quali carichi critici devono essere protetti?

• L'impianto fotovoltaico deve continuare a caricare la batteria durante un'interruzione di corrente?

Se è necessaria un'alimentazione di riserva o di emergenza, questa deve essere inclusa nella progettazione del sistema fin dall'inizio. Aggiungere la funzionalità di riserva in un secondo momento può essere più complesso e potrebbe richiedere ulteriori lavori elettrici.

Luogo di installazione e sicurezza

Il posizione di installazioneAnche la batteria riveste un ruolo importante nell'installazione di un sistema di accumulo a batteria. La batteria deve essere installata in un luogo sicuro, adatto e accessibile.

Tra le considerazioni importanti si annoverano:

• Intervallo di temperatura di esercizio consentito

• Requisiti di ventilazione

• Valutazione di protezione del sistema

• distanza dalle fonti di calore

• Accesso libero alle vie di fuga

• Installazione sicura a parete o a pavimento.

• Accesso per manutenzione e assistenza

È fondamentale attenersi sempre alle indicazioni del produttore e agli standard di installazione locali. Un luogo di installazione adeguato contribuisce alla sicurezza, alle prestazioni a lungo termine e alla durata della batteria.

Come può apparire in pratica un simile intervento di ammodernamento è mostrato nel nostro esempio di progetto di un Aggiornamento delle batterie domestiche a Malmö, dove un impianto fotovoltaico esistente è stato ampliato con un sistema di accumulo a batteria residenziale da 7,6 kWh.

Costi dell'ammodernamento con batterie solari: cosa incide sul prezzo totale?

Il costo dell'ammodernamento di un sistema di accumulo a batteria dipende da diversi fattori, non solo dalla capacità della batteria. Il tipo di sistema, la complessità dell'installazione, gli aggiornamenti del quadro elettrico, la gestione energetica, il monitoraggio e le funzioni di backup possono influenzare il costo totale del progetto.

I fattori di costo più importanti includono:

• capacità della batteria e potenza della batteria

• Sistema di batterie accoppiato in CA o inverter separato per batterie

• Lavori di installazione e possibili aggiornamenti del quadro elettrico

• Contatore di energia, monitoraggio e sistema di gestione energetica

• Funzione di alimentazione di riserva o di emergenza

• costi di installazione regionali

• incentivi o sussidi disponibili

• Prezzo attuale dell'elettricità e tariffa per l'esportazione di energia solare

È fondamentale valutare attentamente l'aspetto economico complessivo. Il solo prezzo della batteria dice poco sul costo totale di un progetto di ammodernamento. Ciò che conta è il sistema completo, inclusi installazione, progettazione della misurazione, aggiornamenti elettrici, monitoraggio e gestione energetica.

Una batteria a basso costo non è necessariamente la scelta migliore se non è tecnicamente compatibile con l'impianto fotovoltaico esistente. Allo stesso tempo, una batteria di grandi dimensioni non è automaticamente più economica se non viene utilizzata in modo efficace nel funzionamento quotidiano.

Per questo motivo, i costi di ammodernamento degli impianti fotovoltaici con accumulo a batteria dovrebbero essere sempre valutati in relazione all'impianto fotovoltaico esistente, al profilo di consumo domestico e agli obiettivi energetici a lungo termine.

Quando conviene installare un sistema di accumulo per pannelli solari?

La convenienza di un ammodernamento con sistema di accumulo a batteria dipende dal rapporto tra produzione di energia solare, autoconsumo, prezzi dell'elettricità, tariffe di esportazione e costi di investimento. La questione chiave non è solo quanta elettricità produce l'impianto fotovoltaico, ma anche quando tale elettricità è necessaria in casa.

Un sistema di accumulo solare retrofit può essere una buona opzione quando:

• L'impianto fotovoltaico esistente produce regolarmente energia solare in eccesso

• Una quota considerevole del consumo di elettricità si verifica al mattino, alla sera o di notte

• I compensi per le esportazioni sono bassi e i prezzi dell'elettricità di rete sono relativamente alti.

• Sono previsti carichi aggiuntivi come caricabatterie per veicoli elettrici o pompe di calore

• L'impianto fotovoltaico continuerà a funzionare per molti anni.

• L'ammodernamento può essere completato senza importanti lavori di ricostruzione elettrica.

L'installazione di un sistema di accumulo a batteria potrebbe essere meno adatta se l'impianto fotovoltaico è di dimensioni molto ridotte, produce poca energia in eccesso o se l'abitazione utilizza già la maggior parte dell'energia solare prodotta durante il giorno. Anche una tariffa incentivante molto vantaggiosa potrebbe ridurre il beneficio economico derivante dall'aggiunta di un sistema di accumulo a batteria.

La regola più importante è semplice: la batteria non deve essere scelta solo in base alla capacità massima. Deve essere dimensionata in base al fabbisogno effettivo dell'abitazione. Solo quando la produzione fotovoltaica, il profilo di carico, la dimensione della batteria, il costo del sistema e la compatibilità lavorano in sinergia, l'intervento di ammodernamento può offrire un valore a lungo termine.

Domande frequenti: retrofit di batterie con accoppiamento CA per impianti fotovoltaici esistenti

È possibile aggiungere un sistema di accumulo a batteria a un impianto fotovoltaico esistente?

In molti casi, sì. Tuttavia, non tutti gli impianti fotovoltaici sono automaticamente adatti all'installazione di una batteria. Prima dell'installazione, è necessario valutare l'inverter esistente, il quadro elettrico, la connessione alla rete, il sistema di misurazione, la produzione fotovoltaica e il profilo di consumo domestico.

Una batteria accoppiata in corrente alternata è più adatta per gli impianti fotovoltaici esistenti?

Per molti impianti fotovoltaici esistenti, una batteria accoppiata in corrente alternata rappresenta una soluzione pratica perché può essere integrata nell'impianto elettrico domestico, mantenendo in funzione l'inverter solare esistente. Tuttavia, la soluzione migliore dipende dalla configurazione dell'impianto esistente e dai requisiti del progetto.

Devo sostituire il mio inverter solare attuale?

Con un sistema di retrofit con batteria a corrente alternata, spesso non è necessario sostituire l'inverter solare esistente. Tuttavia, la sostituzione può essere presa in considerazione se l'inverter è vecchio, inaffidabile, tecnicamente limitato o se l'impianto è già in fase di ammodernamento.

Quanto costa installare una batteria solare in un secondo momento?

Il costo dipende dalla capacità della batteria, dalla potenza della batteria, dal tipo di sistema, dai lavori di installazione, dalle condizioni del quadro elettrico, dalla gestione energetica, dal monitoraggio e da funzioni aggiuntive come l'alimentazione di backup. Per questo motivo, il costo dell'ammodernamento dovrebbe essere sempre valutato caso per caso, in base alle specifiche del progetto.

Una batteria installata successivamente fornisce automaticamente alimentazione di riserva?

No. Un sistema di accumulo a batteria installato successivamente non fornisce automaticamente alimentazione di backup. Il funzionamento di backup richiede un inverter per batterie compatibile, apparecchiature di trasferimento e una corretta progettazione elettrica.

Di che dimensioni deve essere la batteria per un impianto fotovoltaico esistente?</p>

Il dimensioni corrette della batteriaDipende dalla produzione fotovoltaica, dal consumo di elettricità, dalla domanda serale e notturna e da eventuali carichi aggiuntivi previsti, come colonnine di ricarica per veicoli elettrici o pompe di calore. L'obiettivo non è scegliere la batteria più grande, ma adattare la capacità utilizzabile e la potenza di uscita al profilo di carico effettivo.

Conclusione

L'installazione di un sistema di accumulo a batteria con accoppiamento in corrente alternata (AC) può rappresentare una soluzione flessibile per integrare un impianto fotovoltaico esistente. In molti casi, l'inverter solare esistente può continuare a funzionare mentre la batteria viene collegata separatamente all'impianto elettrico domestico. Questo rende l'accumulo a batteria con accoppiamento in corrente alternata particolarmente adatto ai progetti di retrofit in cui i proprietari di casa desiderano migliorare l'autoconsumo senza dover ricostruire l'intero impianto solare.

Tuttavia, la decisione non dovrebbe basarsi solo sul prezzo della batteria. È necessario considerare la compatibilità tecnica, la progettazione della misurazione, la connessione alla rete, la capacità della batteria, la potenza della batteria, l'installazione elettrica, il profilo di carico e i requisiti di backup. Un ammodernamento ben pianificato contribuisce a garantire che il sistema di accumulo a batteria funzioni in modo sicuro, efficiente ed economico con l'impianto fotovoltaico esistente.

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