Fotovoltaico e accumulo

La Building Automation come strumento per ottimizzare l’autoconsumo energetico

A causa del vertiginoso aumento delle tariffe energetiche a cui stiamo assistendo da qualche mese, l’autoproduzione e l’autoconsumo sono diventati improvvisamente temi di grandissima attualità, in taluni casi (come quello di utenze particolarmente energivore) addirittura di vitale importanza.

L’aumento della quota di energia autoprodotta e auto consumata, con la conseguente riduzione delle quantità scambiate con la rete, costituisce già da qualche anno il tema cruciale per rendere l’investimento in impianti fotovoltaici adeguatamente remunerativo; obiettivo che si ottiene dotando l’impianto di un sistema di accumulo, ma anche di sistemi intelligenti di gestione energetica dell’immobile che consentono di aiutare chi dispone di un impianto, anche piccolo, a comprenderne meglio il potenziale energetico e come gestirlo.

Non va mai scordato, infatti, che l’energia prodotta è comunque un bene prezioso che, indipendentemente dalla sua fonte, va utilizzato al meglio, evitando che l’autoconsumo renda meno sensibili al tema cruciale del risparmio energetico.

Al riguardo i due fattori che hanno bisogno di essere armonizzati per ottenere il massimo risultato sono l’andamento dell’autoproduzione di energia e quello dei consumi domestici.

Condizioni microclimatiche, stagionalità, situazione metereologica, alternanza di giorno e notte sono notoriamente gli elementi esogeni che incidono di più sulla produzione di energia da fotovoltaico che, su base giornaliera, presenta normalmente il classico andamento “a campana”, con il massimo della produzione concentrato nelle ore centrali della giornata.

Sotto il profilo dei carichi domestici, malgrado una variabilità elevata dovuta all’evoluzione tecnologica e nelle abitudini di vita, la distinzione principale è tra consumi non temporalmente trasferibili (come l’illuminazione o il frigorifero) e consumi viceversa temporalmente trasferibili (come la lavatrice e la lavastoviglie). Il combinato disposto di questi carichi porta a una curva di carico medio giornaliero molto diversa da quella tipica della produzione di energia fotovoltaica, con un picco che comunemente si colloca nelle ore serali.

Una gestione intelligente dei carichi, unitamente all’utilizzo di sistemi di accumulo, ha esattamente lo scopo di avvicinare il più possibile il tracciato delle due curve, riducendo al minimo o azzerando l’esigenza di attingere energia dalla rete, ma anche di cederla a condizioni diseconomiche.

Per quanto riguarda i sistemi di accumulo, nel momento in cui si parla di impianti di taglia medio-piccola, la scelta pressocché obbligata è quella delle batterie di accumulatori di tipo elettrochimico, normalmente batterie al piombo-acido o a ioni di litio.

La gestione intelligente di questi sistemi consente di fatto di trasferire l’energia prodotta in eccesso dall’impianto fotovoltaico alle batterie e di attingere a queste ultime nel momento in cui il picco di consumo supera quello di produzione istantanea da fotovoltaico.

Per ottenere il risultato di una sorta di neutralità energetica dell’immobile nell’arco delle 24 ore, determinanti sono i sistemi di gestione automatica dei carichi che aumentano la contemporaneità tra domanda e offerta di energia, distinguendo tra carichi non interrompibili, carichi interrompibili (intervenendo sull’alimentazione) e carichi intelligenti, capaci di dialogare con un sistema di controllo in grado di trasferire il carico elettrico ma nel rispetto delle esigenze funzionali dello strumento alimentato (per esempio i cicli di lavaggio di una lavatrice).

Certi carichi possono essere anche spostati nel tempo (“load shift” norma EN 15232-1) sfruttando l’inerzia di alcuni servizi come la climatizzazione. Ad esempio, se il generatore di calore è elettrico e l’edificio è particolarmente isolato, si apre la possibilità di sfruttare l’inerzia termica dell’edificio stesso climatizzando in momenti di autoproduzione, evitando così di consumare energia nei momenti meno favorevoli. In questo modo è possibile utilizzare anche un intero edifico come una sorta di accumulo termico.

Un’altra modalità utilizzata correntemente per spostare i carichi durante le ore di basso carico è l’accumulo di acqua calda sanitaria (ACS) che si realizza, inserendo nell’impianto di distribuzione idraulica, dei serbatoi di accumulo, termicamente isolati, che hanno la funzione di raccogliere acqua pre-riscaldata che viene erogata nel momento di picco (tipicamente la sera o la mattina). L’abbinamento ideale è con una pompa di calore, che è una macchina ottimizzata per trasformare l’energia elettrica in energia termica.

A ciò servono i più moderni impianti domotici, che non solo possono intervenire con automatismi sui carichi, ma consentono anche all’utente finale di “dialogare” col proprio sistema in modo chiaro e comprensibile, aumentando la consapevolezza sulle ricadute energetiche dei propri comportamenti e facilitando il raggiungimento degli obiettivi di autoconsumo.