Cose da sapere sulle batterie a energia solare

• Calcolare correttamente l'impianto solare

• Cosa sono le batterie a energia solare?

• Come funzionano gli accumulatori solari e come sono costruite?

• Campi di applicazione delle batterie solari

• Durata delle batterie solari

• Il nostro consiglio pratico

• Cosa bisogna osservare quando si maneggiano le batterie solari?

Calcolare correttamente l'impianto solare

Provate il calcolatore per impianti solari per impianti fotovoltaici a 12 V e trovate la batteria solare adatta.

Al calcolatore per impianti solari

Cosa sono le batterie a energia solare?

Una batteria solare è un componente di un impianto fotovoltaico. Una batteria solare ha il compito di immagazzinare temporaneamente l'energia solare che viene convertita durante l'irradiazione della luce e anche di tamponare brevi picchi di carico da parte dei consumatori.

Lo sfruttamento della radiazione solare - simile all'energia eolica o idrica - porta con sé un problema naturale: dove mettere il surplus di energia? E: Da dove prendere corrente quando il sole non splende per un lungo periodo di tempo? Per impianti di piccole dimensioni è importante il ritmo giorno-notte. In questo caso, le batterie a energia solare vengono utilizzate come memoria fotovoltaica con diverse tecnologie. Memorizzano l'energia solare in eccesso e la riforniscono in caso di sottoalimentazione solare.

La capacità di tale batteria solare è la misura fisica della quantità di corrente che si può estrarre da una batteria solare completamente carica. L'unità utilizzata è ampere-ora (Ah). Con una batteria da 12 volt con una capacità di 90 ampere-ora, è possibile alimentare un consumatore da 24 watt esclusivamente per 45 ore (24 watt uguali a 12 volt per 2 ampere).

Come funzionano gli accumulatori solari e come sono costruite?

Ogni batteria a energia solare funziona secondo il principio elettrochimico di una batteria: Gli elettroni "migrano" tra i diversi metalli attraverso un elettrolita; durante la carica in una direzione, quando si scarica nella direzione opposta. Questo processo è collegato all'usura degli elementi coinvolti, che limita anche la durata di una batteria solare.
Come compromesso tra prezzo e prestazioni, per molti utenti le memorie a energia solare con tecnologia al piombo-acido sono la prima scelta. Una singola cella di queste batterie offre una tensione di circa 2 volt CC, in modo che nelle comuni batterie a energia solare si raggiungono 12 V collegando in serie sei celle della batteria, che si trovano in un alloggiamento con due collegamenti esterni.

La classica batteria al piombo-acido per il rabbocco con acqua distillata non è più presente. È stato ulteriormente sviluppato in accumulatori al piombo e piombo-gel. La memoria a energia solare con questa tecnologia a batteria è affidabile anche per lunghi periodi di funzionamento senza manutenzione. Le batterie a energia solare con tecnologia al piombo-gel sono batterie ricaricabili chiuse, il cui elettrolita viene introdotto come gel mediante additivi chimici. Tali batterie a energia solare possono raggiungere fino a 4.000 cicli di carica se la profondità di scarica impostata non è inferiore. La sua capacità di stoccaggio senza ricarica può arrivare fino a due anni. Questo tipo di prodotto non emette gas, in modo che sia sufficiente una valvola di sicurezza. Le batterie a energia solare a base di piombo-gel sono adatte per l'uso in condizioni ambientali difficili.

Anche le batterie al piombo sono esenti da manutenzione, la più avanzata tecnologia a base di piombo attualmente nota è AGM. L'acronimo è "Absorbent Glass Mat", poiché l'elettrolita è legato ad una fibra di vetro. Queste batterie sono sigillate e dotate solo di una valvola unidirezionale per il degassamento. Ciò consente qualsiasi posizione di funzionamento. Le memorie solari raggiungono anche cicli di carica nella gamma media di quattro cifre.

Le batterie agli ioni di litio hanno un prezzo di acquisto più elevato. Tuttavia, i suoi vantaggi rendono questo un nuovo passo nel tempo, soprattutto perché i prezzi delle batterie agli ioni di litio tende a diminuire. I più grandi vantaggi delle batterie agli ioni di litio sono che non sono necessari né ventilazione, né carichi di manutenzione o modalità invernali speciali. Inoltre, rispetto alla tecnologia al piombo-acido, forniscono più energia a parità di volume della batteria. Una batteria agli ioni di litio raggiunge una tensione fornita nell'intervallo da 3,3 a 3,8 volt, a seconda del materiale del catodo utilizzato, e fino a 5.000 cicli di carica completi.
Questi accumulatori sono sensibili al sovraccarico. Per contro, vengono utilizzati circuiti di protezione elettronici. Inoltre, sono veloci da caricare, sicuri contro lo scaricamento profondo e hanno un'autoscarica ridotta.

A seconda della capacità e della corrente di picco da prelevare, il collegamento elettrico tra la batteria solare e l'impianto solare vero e proprio viene effettuato con terminali a vite, terminali conici o connettori piatti convenzionali.

Utilizzo di batterie solari

Gli impianti fotovoltaici vengono sempre più utilizzati in ambito commerciale e privato per ridurre i costi dell'energia elettrica e la dipendenza dai combustibili fossili, per utilizzare più energie rinnovabili e per fornire energia elettrica a luoghi di difficile accesso.

La batteria a energia solare è integrata nel sistema di alimentazione a energia solare. È costituito da moduli solari che "catturano" l'energia della luce solare e lo convertono in corrente e da un'elettronica di controllo (regolatore di carica) che gestisce sia la batteria solare sia la sua interazione con le celle solari e i consumatori. Alcuni impianti, in particolare per i consumatori finali, dispongono di un invertitore che converte la tensione continua dall'impianto solare nella tensione di rete corrente di 230 volt CA. Ovunque vengano utilizzati impianti solari, le batterie solari sono necessarie come memoria fotovoltaica nelle dimensioni adatte.

In questo modo i campi di applicazione sono quasi illimitati, in particolare dove non vi è alcun collegamento alla rete a bassa tensione, come nelle zone remote, nelle isole, nei parcheggi automatici o nelle colonne di emergenza senza fili. Anche l'illuminazione di emergenza o di fuga può essere mantenuta funzionante con il fotovoltaico in caso di guasto dell'alimentazione a bassa tensione. Per i camper e il campeggio, i piccoli impianti solari con la batteria ricaricabile a energia solare adeguata sono un buon investimento, soprattutto in estate.

Durata delle batterie solari

La durata degli accumulatori a base di piombo dipende dal rispetto della massima profondità di scarica consentita e viene calcolata dai cicli di carica.
A 20 gradi Celsius, le batterie possono durare fino a un massimo di 10 anni per le batterie AGM e fino a 12 anni per le batterie al piombo-gel. I valori possono variare notevolmente a seconda della gestione del carico e delle temperature ambiente.

La durata delle batterie a energia solare a base di ioni di litio raggiunge i 15 - 20 anni.

Il nostro consiglio pratico: prima che l'energia solare venga utilizzata con un impianto fotovoltaico, deve essere determinato il fabbisogno energetico del sistema da fornire. La misurazione della batteria solare è quindi essenziale. Per la corrente massima che si può trarre da una batteria solare, c'è da considerare la "regola empirica" e cioè si può trarre il doppio della capacità specificata, cioè con 90 ampere ore, un massimo di 180 ampere. Dalle informazioni sul consumo degli apparecchi elettrici da alimentare in kilowatt (kW) si ottiene la corrente massima da fornire.

Cosa bisogna osservare quando si maneggiano le batterie solari?

Anche se le memorie solari sono a bassa manutenzione e hanno una lunga durata, è necessario osservare alcuni aspetti:

• Non cortocircuitare mai le batterie a energia solare. Oltre alla distruzione della batteria, c'è anche il rischio di incendio.
• Utilizzare l'elettronica di carica con protezione da scarica profonda e sovraccarico.
• Collegare i cavi per il collegamento con la batteria solare prima al regolatore di carica e poi alla batteria ricaricabile.
• In caso di umidità prevista, proteggere i contatti con grasso per contatti.