Quali sono i vari tipi di impianti fotovoltaici off-grid?

Un sistema solare off-grid è una configurazione multiparte che produce energia per abitazioni o aziende, ma essendo “a isola” permette di staccarsi dal proprio fornitore di energia elettrica. Il sistema è progettato per sfruttare l’energia del sole utilizzando pannelli solari, che sono montati sul tetto, su un palo vicino alla casa o su entrambi. L’energia imbrigliata dai pannelli carica le batterie tramite un regolatore di carica e le batterie immagazzinano l’energia fino al momento del bisogno. Dopodiché, un inverter converte la carica delle batterie in elettricità (AC) alla tensione e frequenza di rete.

Cosa è un sistema solare fotovoltaico off-grid

Un sistema off-grid non è connesso alla rete elettrica e quindi necessita di accumulo di batterie. I sistemi solari fuori rete devono essere progettati in modo appropriato in modo che generino energia sufficiente durante tutto l’anno e abbiano una capacità della batteria sufficiente per soddisfare le esigenze della casa, anche nelle profondità dell’inverno, quando generalmente c’è molta meno luce solare.

Il costo elevato delle batterie e degli inverter off-grid significa che i sistemi off-grid sono più costosi dei sistemi connessi in rete e quindi di solito sono necessari nelle aree più remote che sono lontane dalla rete elettrica. Tuttavia, i costi delle batterie si stanno riducendo rapidamente, quindi ora esiste un mercato in crescita per i sistemi fotovoltaici fuori rete anche nelle città e nei paesi.

Per i sistemi solari fotovoltaici che richiedono l’accumulo di energia (vale a dire, qualsiasi sistema solare che deve funzionare senza la rete pubblica), un banco di batterie, più batterie cablate insieme per ottenere la tensione specifica e la capacità energetica desiderata, è l’opzione migliore.  Il banco di batterie è generalmente alloggiato in un contenitore per mantenere le batterie al sicuro.

L’array fotovoltaico si collega ad esso per fornire la ricarica, con un regolatore di carica solare situato da qualche parte nel mezzo. Il banco di batterie è anche collegato all’inverter FV per fornire alimentazione ai carichi AC. Se il sistema solare fotovoltaico utilizza anche carichi CC, il banco di batterie è collegato a un centro di carico CC. Ma ecco i vari possibili tipi di impianto fotovoltaico off-grid:

1. Sistema fotovoltaico in corrente continua (CC)

La maggior parte dei sistemi solari tradizionali sono sistemi a corrente continua o continua. Non usano inverter o batterie ma forniscono energia alla tua casa. Se utilizzi un sistema solare solo CC e vuoi uscire dalla rete, hai bisogno di una piccola casa o di una cabina con pochissime esigenze di elettricità. Questo sistema può alimentare luci e alcuni piccoli elettrodomestici. Se non c’è il sole, non c’è elettricità perché non ci sono batterie per immagazzinare energia.

2. Sistema misto in corrente continua (CC) e alternata (AC)

Un sistema misto CC e AC (corrente alternata) può essere utilizzato se si hanno più esigenze elettriche di quelle che un sistema CC può gestire ma non si desidera un sistema completamente coinvolto. Con questo sistema, è possibile utilizzare meno pannelli e batterie per alimentare più apparecchiature pesanti rispetto a un sistema CC autonomo. Questo sistema è progettato per un basso consumo energetico, ma hai ancora batterie per fornire elettricità quando il sole non è assente Con questo sistema, hai ancora bisogno di un sistema di backup.

3. Sistema in corrente alternata (AC) con eolico

Se non si desidera un impianto fotovoltaico di grandi dimensioni, si può utilizzare un impianto solare AC con generatore eolico. In questo caso, puoi ridimensionare il tuo impianto solare e utilizzare l’eolico come sistema di backup. Questo è l’ideale per le aree senza sole costante ma con venti frequenti. Quando il sistema AC è inattivo, il sistema eolico genera elettricità. Entrambi utilizzano batterie e inverter.

4. Sistema fotovoltaico in corrente alternata (AC)

Un sistema solare fotovoltaico AC è ottimo se vuoi andare fuori rete con l’energia solare. Hai bisogno di una serie completa di pannelli, diverse batterie e un inverter per convertire da CC a AC. Il sistema deve essere abbastanza grande per le tue esigenze, che dipendono dalla luce solare e dal consumo di energia. Per la maggior parte di coloro che utilizzano l’energia solare off-grid, scegli questo sistema con almeno 7 kW.

5. Sistema fotovoltaico AC con generatore di riserva

Questa è la configurazione più comune per le case che utilizzano l’energia solare off-grid. L’impianto AC è dimensionato per gestire l’intero carico della casa. Il generatore di backup è presente in caso di un periodo prolungato di poco o nessun sole. È anche presente come sistema di standby in caso di emergenza perché il propano di cui ha bisogno può essere costoso. Se il sole non è stato sufficiente per l’accumulo del sistema per diversi giorni, il sistema di backup interviene per soddisfare le esigenze della casa.

Per i periodi dell’anno in cui le batterie sono scariche e il tempo è molto nuvoloso, in effetti, risulta in genere necessaria una fonte di alimentazione di riserva, come un generatore di riserva o un gruppo elettrogeno. La dimensione del gruppo elettrogeno (misurata in kVA) dovrebbe essere adeguata per alimentare la vostra casa e allo stesso tempo caricare le batterie.

Vantaggi e svantaggi dei sistemi fotovoltaico off-grid

I sistemi off-grid sono ottimi per i clienti che non riescono a connettersi facilmente alla rete. Ciò può essere dovuto alla posizione geografica o agli elevati costi di introduzione dell’alimentazione. Nella maggior parte dei casi, non ha molto senso per una persona connessa alla rete disconnettersi completamente e fare un sistema off-grid, ma lo ha se si fa tutto da soli, grazie ai costi bassissimi dei componenti.

I vantaggi di un sistema off grid è che una persona può diventare autosufficiente dal punto di vista energetico e può alimentare luoghi remoti lontani dalla rete. Hai anche costi energetici fissi e non riceverai una bolletta dal tuo consumo di energia. Un altro aspetto interessante dei sistemi off-grid è che sono modulari e puoi aumentare la capacità man mano che crescono le tue esigenze energetiche. Puoi iniziare con un sistema piccolo e attento al budget e aggiungere nel tempo.

Poiché il sistema è la tua unica fonte di energia, molti sistemi off-grid contengono più fonti di ricarica come solare, eolica e generatore. È necessario considerare le condizioni meteorologiche e durante tutto l’anno durante la progettazione del sistema. Se i tuoi pannelli solari sono coperti di neve, devi avere un altro modo per mantenere le batterie cariche. Molto probabilmente vorrai anche avere un generatore di riserva nel caso in cui le tue fonti rinnovabili non siano sufficienti a volte per mantenere le batterie cariche.

Uno svantaggio è che i sistemi off-grid potrebbero non essere idonei per alcuni programmi di incentivazione. Devi anche progettare il tuo sistema per coprire il 100% dei tuoi carichi energetici e, si spera, anche un po’ di più. I sistemi off-grid hanno più componenti e sono anche più costosi di un sistema standard collegato alla rete. È anche comune avere carichi sia AC che CC in un sistema fuori rete perché i carichi CC potrebbero essere un po’ più efficienti perché non passeranno attraverso l’inverter.