Torna su

Energia Fotovoltaica

Cos’è un impianto fotovoltaico stand alone?

Simone Serafini

Cos’è un impianto fotovoltaico stand alone?

Cosa sono gli impianti "stand alone"? Che differenze ci sono con gli impianti "grid connected"? Prezzi e dimensionamento.

Un impianto fotovoltaico stand alone anche conosciuto come impianto ad “ad isola” o impianto “off grid” è un sistema che permette ai pannelli solari di non essere collegati con la rete elettrica nazionale.

Un impianto stand alone assicura la completa indipendenza di energia elettrica accumulata dai pannelli solari fotovoltaici in modo da rendere il consumo energetico autosufficiente anche nelle ore notturne.

Al momento gli impianti stand alone vengono utilizzati nel caso sia di elevata difficoltà di allaccio alla rete elettrica nazionale sia che il costo di tale collegamento sia elevato.

Un esempio classico può essere quello di un impianto fotovoltaico che ha il compito di fornire energia elettrica ad una baita sulla neve.

Andiamo a vedere insieme come funziona un impianto fotovoltaico “stand alone” il suo prezzo e il suo dimensionamento, da cosa si differenzia questo sistema fotovoltaico rispetto agli impianti “grid connected” connessi appunto alla rete nazionale?

Impianto fotovoltaico stand alone

Questa famiglia di impianti fotovoltaici sono per quel tipo di utenze elettriche “isolate” dalla rete elettrica nazionale.

Si tratta di un sistema fotovoltaico autosufficiente perché l’energia prodotta dai pannelli solari che non viene utilizzata, è conservata dentro delle batterie di accumulo energetico.

L’elettricità prodotta quindi può essere utilizzata in qualsiasi momento di necessità senza dover riallacciarsi alla rete elettrica nazionale.

Da cosa è composto un impianto stand alone?

Le principali componenti di un impianto fotovoltaico stand alone sono:

  • un impianto fotovoltaico che genera una corrente elettrica continua;
  • una batteria d’accumulo, deputata a conservare l’energia elettrica in eccesso fornita dei moduli fotovoltaici;
  • un regolatore di carica che ha il compito di permettere una corretta ricarica del pacco batterie ed evitare che queste si scarichino quando sono a riposo;
  • un convertitore DC/AC detto anche “inverter” che serve a convertire la corrente continua (Direct Current) in corrente alternata (Alternate Current);
  • due quadri elettrici che hanno il compito di controllare le grandezze elettriche (tensione, corrente, potenza) e i sistemi di sicurezza dell’impianto elettrico sia quando la corrente è continua che quando è alternata;
  • un utenza elettrica che consiste nell’insieme di dispositivi presenti in casa (luci, motori elettrici, apparecchi elettronici).

Quando conviene installare un impianto fotovoltaico stand alone?

Un sistema fotovoltaico stand alone è una variante al tradizionale impianto fotovoltaico nei casi in cui è difficile allacciarsi alla rete elettrica nazionale: o perché la rete elettrica non esiste oppure perché è anti-economico creare un allacciamento alla rete nazionale.

Si pensi per esempio a tutte quelle piccole località isolate dai centri abitati dove l’allaccio alla rete elettrica nazionale risulta molto difficoltoso.

Un impianto fotovoltaico stand-alone può essere progettato appunto per creare delle vere e proprie reti di energia elettrica locale collegando interi quartieri e frazioni di città energicamente autosufficienti.

Può venire utilizzato sia per singole abitazioni isolati come rifugi o baite, oppure per edifici come i condomini in contesti urbani che magari non vogliono solamente allacciarsi alla rete elettrica nazionale.

Infine impianti stand alone possono essere collegati oltre che a pannelli fotovoltaici ad altre fonti di energia rinnovabile come: ad impianti eolici e anche idroelettrici.

Che differenza c’è tra un impianto fotovoltaico stand alone con uno “grid connected”?

Il classico impianto fotovoltaico domestico o industriale anche detto: “grid-connected” funziona come un impianto fotovoltaico stand alone, però anziché essere collegato ad una batteria d’accumulo energetico, è collegato direttamente alla rete nazionale elettrica.

Una volta raggiunto il limite di energia accumulabile un impianto fotovoltaico grid connected rilascia la sua energia nella corrente elettrica nazionale.

Nei casi in cui un sistema grid connected finisce la carica elettrica proveniente dai suoi pannelli fotovoltaici (siccome non è previsto nell’impianto una batteria d’accumulo, come in un sistema stand alone) esso dovrà connettersi alla rete nazionale e prelevare da esse elettricità.

Impianto fotovoltaico stand alone: costi

Un impianto fotovoltaico stand alone deve necessariamente tenere conto del costo del sistema d’accumulo. Infatti come abbiamo visto in questo tipo di impianti, queste batterie elettriche risultano la parte più importante dell’intero impianto ma anche quelle più costose.

I sistemi di accumulo infatti consento all’impianto fotovoltaico di essere indipendente dalla rete elettrica, ma purtroppo l’attuale costo di mercato rappresenta una spesa piuttosto onerosa.

Però c’è da dire che questo dispendioso “investimento” iniziale porta sicuramente a ritorni economici vantaggiosi nel lungo periodo.

Il prezzo dell’investimento iniziale è inoltre abbattuto dai vantaggiosi incentivi usciti con la nuova Legge di Stabilità 2017 sulla quale ho scritto un ulteriore articolo.

Impianto fotovoltaico stand alone: dimensionamento

Andiamo a vedere ora come si fa a dimensionare un impianto fotovoltaico stand alone in base alle esigenze personali.

Per tutti coloro che vogliono un impianto fotovoltaico “fai da te” e quindi hanno la necessità di conoscere il giusto dimensionamento delle componenti da utilizzare.

Come dimensionare la potenza dei pannelli fotovoltaici, dell’inverter e del regolatore di carica e delle batterie ad esse collegate?

Il dimensionamento di un impianto serve appunto a calcolare tutti questi parametri per far in modo che l’impianto fotovoltaico funzioni correttamente evitando spese inutili dovute ad un sovradimensionamento.

Per dimensionare correttamente il tuo impianto fotovoltaico avrai bisogno di sapere:

  • quanti dispositivi andrai ad alimentare;
  • quanta energia elettrica assorbe ogni dispositivo;
  • quante ore rimangono in funzione.

In base a tutti questi parametri potrai dimensionare in modo corretto il tuo impianto fotovoltaico stand alone.

Impianto fotovoltaico stand alone: vantaggi e svantaggi

Sintetizziamo pro e contro di tale sistema:

Vantaggi:

  • emissioni zero, con tale sistema le utenze consumano l’energia elettrica prodotta e non producono gas inquinanti;
  • costo dell’energia costante durante la vita dell’impianto, perché il costo dell’energia è legato all’ammortamento del costo dell’impianto di produzione e della manutenzione, in tale modo si evitano le oscillazioni del prezzo dell’energia legato al costo del petrolio e del gas;
  • estrema flessibilità: come per gli impianti grid-connected l’installazione è completamente scalabile come è scalabile l’entità del sistema di stoccaggio elettrico.

Svantaggi

  • l’unico svantaggio sta nel costo dell’impianto. Tale svantaggio per ora è una discriminante nodale nello sviluppo di questa tecnologia, senza un abbattimento del costo è impensabile pensare ad uno sviluppo dello stand-alone.