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Impianto fotovoltaico a isola: funzionamento e vantaggi

Un impianto fotovoltaico a isola è un tipo di impianto non connesso alla rete nazionale elettrica ma collegato ad un sistema autonomo di accumulo di energia

Un impianto fotovoltaico può essere di due tipologie: impianto grid-connected e impianto stand alone detto anche impianto fotovoltaico a isola (oppure ancora off grid).

La tipologia grid-connected fa riferimento all’impianto connesso alla rete elettrica nazionale. L’impianto fotovoltaico a isola, invece, non è connesso alla rete elettrica ma dispone di un accumulatore in grado di preservare l’energia prodotta e consumarla anche nel momento in cui non si ha radiazione solare. Questi sistemi di accumulo sono costituiti da specifiche batterie.

Dimensionare un impianto fotovoltaico a isola è un’operazione più delicata rispetto ad uno connesso alla rete. In caso di maltempo o nelle ore notturne, un impianto tradizionale può prelevare elettricità dalla rete nazionale. Al contrario, il fotovoltaico ad isola dovrà garantire una produzione costante in qualunque condizione meteorologica e orario, senza poter usufruire della rete. Per questo è d’obbligo installare le batterie per accumulo che conservano l’energia prodotta e non consumata per quando l’impianto non produce.

Per progettare ogni tipo di impianto fotovoltaico, dimensionare e configurare il sistema di accumulo definendo il tipo di batteria e contatore potrebbe tornarti utile il software fotovoltaico.

Analizziamo nel dettaglio cos’è un impianto fotovoltaico a isola, i suoi vantaggi e svantaggi, le sue componenti e quando viene utilizzato.

Cos’è un impianto fotovoltaico a isola?

Un impianto fotovoltaico a isola è un tipo di installazione fotovoltaica che non è connessa alla rete elettrica nazionale ma è collegato ad un sistema autonomo di accumulo di energia, in genere batterie elettriche, in grado di stoccare l’elettricità prodotta dall’impianto e restituirla all’utenza nel momento del bisogno.

Grazie, infatti, all’energia elettrica accumulata nelle batterie dell’impianto, questo sistema garantisce a chi lo possiede l’indipendenza energetica dalla rete nazionale, anche nelle ore notturne.

Un impianto fotovoltaico a isola ha un ulteriore dispositivo, il regolatore di carica, che controlla il processo di carica o di scarica, per salvaguardare la vita di una batteria durante le varie fasi.

Questa tipologia di impianto viene generalmente impiegata in abitazioni non coperte dal servizio di fornitura di energia elettrica. Non trovano impiego sui tetti delle abitazioni urbane, poiché in questi contesti è praticamente impossibile disconnettersi completamente dalla rete elettrica.

Al contrario, un impianto fotovoltaico a isola risulta idoneo per regioni in cui l’allacciamento alla rete pubblica risulta problematico o poco conveniente dal punto di vista economico. Esempi sono le baite isolate, le case di campagna, rifugi, barche, camper, navi, ecc.

Quali sono le componenti di un impianto fotovoltaico a isola?

I componenti necessari per far funzionare un impianto fotovoltaico a isola sono:

  • moduli fotovoltaici: catturano i raggi del sole e trasformano l’energia in elettricità. Possono essere policristallini, monocristallini o amorfi. Il numero di pannelli viene stabilito quando si progetta il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico;
  • inverter: converte la corrente continua in corrente alternata;
  • regolatore di carica: ha il compito di fornire corrente costante dai moduli per non far mai scaricare la batteria. Interrompe la carica quando la batteria è piena, in modo da aumentarne la durata nel tempo;
  • batterie per accumulo: essenziali per raccogliere l’energia prodotta durante il giorno e non consumata, così da averla disponibile dopo il calare del sole e durante il maltempo;
  • componenti elettrici e strutture: sistemi di fissaggio, quadri e cavi elettrici.

Schema impianto fotovoltaico a isola

Schema impianto fotovoltaico a isola

Impianto fotovoltaico a isola: come funziona

Il funzionamento è simile a quello di un impianto fotovoltaico tradizionale.

I moduli fotovoltaici catturano l’energia del sole e la trasformano in corrente continua. L’energia captata è trasformata dall’inverter in corrente alternata. L’energia alternata prodotta può essere auto consumata immediatamente da parte dell’utenza o può essere stoccata nelle batterie di accumulo, per poi essere prelevata quando l’utente ne ha bisogno.

Questo processo comporta che l’accumulatore (la batteria) si carichi e si scarichi. Per non compromettere la sua efficienza il regolatore di carica gestisce questo meccanismo.

Come dimensionare un impianto fotovoltaico ad isola?

Il calcolo esatto del numero e della potenza delle batterie è essenziale per il dimensionamento del fotovoltaico a isola. Importante è conoscere anche il fabbisogno energetico dell’utenza:

  • il numero di elettrodomestici e dispositivi elettronici presenti in casa (frigorifero, computer ecc.);
  • quanto consumano;
  • le ore di utilizzo di ogni apparecchio.

Si procede, poi, con il calcolo dei carichi nelle differenti tensioni (corrente alternata e corrente continua) la potenza fotovoltaica da installare, la scelta dei pannelli solari, dei regolatori di carica, dell’inverter e delle batterie.

Dimensionare adeguatamente tutti gli elementi è di fondamentale importanza, in quanto ciò incide sulla produttività e sul rendimento dell’impianto. Per assicurarti di avere il controllo di tutte le variabili in gioco, puoi utilizzare un software fotovoltaico in grado di guidarti in tutte le fasi di progettazione e di assicurare le migliori prestazioni dell’impianto.

Impianto fotovoltaico a isola e impianti fotovoltaici ibridi

Gli impianti ibridi presentano somiglianze con quelli operanti su reti collegate, ma vengono utilizzati solo in maniera residuale per attingere energia quando l’impianto fotovoltaico e le batterie non possono garantirla completamente.

La distinzione principale sta nell’attivazione dell’opzione “zero immissioni in rete” sull’inverter da parte dell’installatore, senza procedere alle necessarie autorizzazioni per la connessione alla rete con enti come e-distribuzione e Terna.

È importante sottolineare che questa modalità, pur richiesta da alcuni utenti, non è ammessa alla normativa attuale.

Un impianto fotovoltaico a isola è separato dalla rete elettrica nazionale, sia per una scelta specifica che per impossibilità tecnica e tale configurazione è sempre in conformità con le normative vigenti.

Impianto fotovoltaico a isola: vantaggi

I principali vantaggi di un impianto fotovoltaico a isola sono:

  • indipendenza dalla fornitura esterna di energia elettrica: non essendo vincolati da contratti con enti come GSE, Enel e altri fornitori si riducono significativamente i costi associati alla richiesta di preventivo, all’allaccio e agli oneri fissi in bolletta;
  • emissioni zero: le utenze consumano l’energia elettrica prodotta e non generano gas inquinanti;
    costo dell’energia costante durante la vita dell’impianto: il costo dell’energia non subisce le oscillazioni di prezzo dell’energia legato al costo del petrolio e del gas;
    estrema flessibilità: l’installazione è completamente scalabile così come lo è l’entità del sistema di stoccaggio elettrico;
  • possibilità di modificare l’impianto: in qualsiasi momento, senza la necessità di richiedere autorizzazioni e affrontare lunghe procedure burocratiche. Pertanto, ogni futura modifica all’impianto, come l’ampliamento della potenza, la sostituzione di moduli o batterie, sarà completamente libera da vincoli;
  • possibilità di fornire energia elettrica pulita a abitazioni situate in zone remote e non coperte dalla rete elettrica nazionale.

Impianto fotovoltaico a isola: svantaggi

Tra gli svantaggi, invece, rientrano:

  • impossibilità di usufruire dello scambio sul posto: l’isolamento dell’impianto dalla rete nazionale impedisce al proprietario di beneficiare dello scambio sul posto per l’eccesso di energia prodotta che risulterà sprecata;
  • ritorno dell’investimento prolungato: se l’impianto è utilizzato in modo sporadico durante l’anno, il periodo necessario per recuperare l’investimento può essere estremamente lungo, se non addirittura impraticabile;
  • costo elevato: l’obbligo di utilizzare un sistema di accumulo, un gruppo elettrogeno e un inverter off-grid contribuisce ad un costo complessivo significativamente elevato per un impianto fotovoltaico stand-alone;
  • non godono dei contributi statali.

 

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Pubblicato da Redazione Tecnica

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