Il tuo sistema solare e di accumulo dovrebbe essere accoppiato in AC o in DC?

Una delle prime decisioni — e tra le più importanti — quando si aggiunge una batteria a un progetto solare è come questa si collegherà al sistema fotovoltaico.

Questa è nota come architettura di accoppiamento e influenza tutto, dai costi di installazione e dall’efficienza energetica fino all’espansione futura e al ritorno sull’investimento (ROI).

La vera domanda qui è molto semplice:

Stai aggiungendo una batteria a un impianto solare esistente, oppure stai progettando un nuovo impianto solare e di accumulo?

Nella maggior parte dei casi, la risposta a questa domanda ti indicherà l’architettura giusta.

Batteria accoppiata DC o AC: capire la differenza

La distinzione è in realtà piuttosto semplice:

In un sistema accoppiato in DC, la batteria si collega sul lato corrente continua (DC), accanto al campo fotovoltaico. L’energia solare può fluire direttamente dai pannelli alla batteria prima di essere convertita in corrente alternata (AC) per l’edificio o la rete.

In un sistema accoppiato in AC, il campo fotovoltaico e la batteria dispongono ciascuno di un proprio inverter. L’energia solare viene prima convertita in corrente alternata (AC) e, se la batteria deve caricarsi, riconvertita in corrente continua (DC) prima dell’accumulo.

Anche se le celle della batteria possono essere identiche in entrambi i sistemi, l’energia segue un percorso diverso. Questa differenza incide sull’efficienza, sulla scelta delle apparecchiature e sulla strategia di installazione.

Se hai già un impianto solare, l’accoppiamento AC è generalmente la scelta più sensata

Immagina uno stabilimento che ha installato un impianto fotovoltaico su tetto da 1 MW cinque anni fa.

L’azienda ora desidera ridurre i costi di potenza impegnata e aumentare l’autoconsumo grazie all’accumulo a batteria.

Dovrebbe sostituire inverter solari perfettamente funzionanti?

Di solito, la risposta è no.

Un sistema accoppiato in AC consente di mantenere invariato l’impianto fotovoltaico esistente, aggiungendo solo un inverter per batteria dedicato o un sistema di conversione di potenza (PCS). Questo riduce al minimo i lavori di installazione ed evita di sostituire apparecchiature che hanno ancora anni di vita utile davanti a sé.

Questo approccio offre diversi vantaggi:

• Costi di retrofit inferiori
• Installazione più rapida
• Interruzione minima delle operazioni
• Facile integrazione con le apparecchiature esistenti
• Maggiore flessibilità per ampliare la capacità della batteria in futuro

Tuttavia, esiste un compromesso.

Poiché l’elettricità attraversa fasi di conversione aggiuntive, i sistemi accoppiati in AC presentano in genere perdite di conversione maggiori rispetto ai sistemi accoppiati in DC. A seconda dell’apparecchiatura e delle condizioni di esercizio, queste perdite possono aggirarsi intorno al 10-15%, contro un 3-6% circa in una configurazione accoppiata in DC.

Nei progetti di retrofit, tuttavia, queste perdite aggiuntive sono spesso compensate dai risparmi derivanti dal riutilizzo dell’infrastruttura esistente.

In altre parole, l’accoppiamento AC rappresenta spesso il compromesso più conveniente. Potrebbe non offrire l’efficienza teorica più elevata, ma di solito è il modo più rapido ed economico per aggiungere accumulo a un impianto solare esistente.

Stai pianificando un nuovo progetto solare con accumulo? Valuta l’accoppiamento DC

Consideriamo ora uno sviluppatore che pianifica un nuovo impianto commerciale con solare e accumulo a batteria previsti fin dall’inizio.

Poiché il sistema non è ancora stato realizzato, gli ingegneri possono ottimizzare tutti i componenti insieme.

È qui che l’accoppiamento DC offre un vantaggio evidente.

Poiché l’energia solare carica la batteria prima di essere convertita in corrente alternata (AC), il sistema evita una fase di conversione aggiuntiva. Questo migliora l’efficienza complessiva e consente di immagazzinare e utilizzare successivamente una maggiore quantità dell’energia solare prodotta in loco.

Nei nuovi progetti, i sistemi accoppiati in DC possono anche ridurre la quantità di apparecchiature di conversione di potenza necessarie utilizzando un inverter ibrido o un PCS condiviso. Questo porta spesso a una progettazione del sistema più snella e a costi del resto del sistema (BOS) inferiori.

Su larga scala, l’accoppiamento DC offre un altro importante vantaggio: il sovradimensionamento del campo fotovoltaico.

Gli sviluppatori possono installare una capacità fotovoltaica superiore alla potenza nominale AC dell’inverter e reindirizzare l’energia solare in eccesso verso la batteria anziché perderla per effetto del clipping dell’inverter. Nell’arco della vita di un progetto, recuperare questa energia altrimenti sprecata può migliorare significativamente la redditività del progetto.

Sebbene i sistemi accoppiati in DC possano richiedere un investimento iniziale maggiore in fase di progettazione, spesso offrono le migliori prestazioni a lungo termine per i nuovi impianti solari con accumulo.

Quale architettura offre un ROI migliore?

Il miglior ritorno sull’investimento dipende dal progetto stesso.

Se un’azienda dispone già di un impianto solare funzionante, sostituire gli inverter solo per guadagnare qualche punto percentuale di efficienza raramente ha senso dal punto di vista finanziario. In questo caso, l’accoppiamento AC offre generalmente il ROI migliore, poiché riduce al minimo i costi di aggiornamento.

Al contrario, se il progetto viene realizzato da zero, investire in un’architettura accoppiata in DC può migliorare l’efficienza, semplificare l’installazione e ottimizzare la produzione di energia per l’intera vita utile del sistema.

Il costo iniziale più basso non sempre produce il massimo valore a lungo termine, e la massima efficienza non sempre giustifica la sostituzione di apparecchiature esistenti.

Molte discussioni si concentrano esclusivamente sul rendimento di conversione. Sebbene sia importante, non dovrebbe essere il fattore decisivo.

Una differenza di uno o due punti percentuali nel rendimento di conversione raramente compensa i costi di riprogettazione di un impianto esistente o di sostituzione di apparecchiature funzionanti.

I proprietari del progetto dovrebbero invece considerare il quadro completo:

• Costi di installazione
• Infrastruttura esistente
• Obiettivi operativi
• Piani di espansione futuri
• Strategia di manutenzione
• Ciclaggio previsto della batteria

In molti casi, l’architettura che semplifica l’installazione offre anche il massimo valore a lungo termine.

Confronto tra sistemi accoppiati AC e DC

La tabella evidenzia un punto importante: la scelta dell’architettura giusta dipende dal progetto, non da una singola specifica tecnica.

Quali applicazioni si adattano meglio?

Sistemi accoppiati in AC

L’accoppiamento AC è spesso la scelta preferita per:

• Progetti di retrofit commerciali e industriali
• Impianti fotovoltaici su tetto esistenti
• Scuole e università
• Ospedali
• Stabilimenti produttivi
• Aziende che prevedono di ampliare la capacità della batteria nel tempo

Poiché la batteria funziona indipendentemente dall’inverter solare, gli aggiornamenti sono generalmente più semplici man mano che crescono le esigenze energetiche.

Sistemi accoppiati in DC

L’accoppiamento DC viene comunemente scelto per:

• Nuovi sviluppi commerciali
• Impianti solari su larga scala
• Progetti greenfield
• Siti progettati con accumulo a batteria fin dall’inizio
• Progetti focalizzati sulla massimizzazione dell’autoconsumo solare

Quando l’impianto fotovoltaico e la batteria vengono progettati insieme, l’accoppiamento DC può dare vita a una soluzione snella ed efficiente.

Guardare oltre il progetto attuale

Molte aziende iniziano con un impianto modesto e lo ampliano man mano che cresce la domanda di elettricità o cambiano le tariffe.

Per questo la flessibilità merita tanta attenzione quanto l’efficienza.

Ad esempio, un produttore che oggi installa 500 kWh di accumulo potrebbe decidere di raddoppiare la capacità tra tre anni dopo l’aggiunta di una seconda linea di produzione. Un’architettura che supporta un’espansione semplice può ridurre il lavoro di ingegneria e i costi di installazione futuri.

Pensare oltre la prima fase porta spesso a decisioni migliori nel lungo termine.

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La scelta migliore è quella che si adatta ai tuoi obiettivi

In definitiva, la batteria è solo una parte del sistema. L’architettura che la circonda determina l’efficienza con cui l’intero progetto funziona oggi e la facilità con cui potrà adattarsi alle esigenze energetiche di domani.

Scegliere l’accoppiamento giusto significa soprattutto selezionare la configurazione che offre le migliori prestazioni, flessibilità e valore per l’applicazione specifica.

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