Anche il più entusiasta sostenitore dell'energia solare concorderà su un limite dei pannelli solari: generano elettricità solo quando splende il sole. Tuttavia, i picchi di consumo energetico si verificano spesso di notte, coincidendo con la riduzione della produzione di energia solare e causando problemi di domanda e offerta. Il problema è che durante i periodi di sole e bassa domanda, i pannelli solari di solito producono energia sufficiente a soddisfare il picco di domanda più tardi nel corso della giornata. Ciò significa che un efficiente accumulo di energia solare può offrire numerose possibilità per proprietari di case e aziende.
In questo blog approfondiremo accumulo solare , compresi i suoi vantaggi, i principi di funzionamento e come fornire assistenza.
Quali sono i vantaggi dell'accumulo di energia solare?
Immagazzinare questa energia in eccesso è essenziale per sfruttare al meglio qualsiasi impianto a pannelli solari e può far risparmiare sui costi, migliorare l'efficienza della rete e ridurre le emissioni di combustibili fossili. L'accumulo di energia solare offre diversi vantaggi principali:
1. Bilanciare il carico elettrico. Se l'elettricità non viene immagazzinata, deve essere utilizzata nel momento in cui viene generata. L'accumulo di energia consente di immagazzinare l'energia residua prodotta per i picchi di utilizzo. Per quanto riguarda le energie rinnovabili, immagazzinare l'elettricità in eccesso può mantenere accese le luci quando il sole tramonta o il vento si ferma. In breve, l'accumulo di energia consente all'accumulatore di caricarsi quando la produzione di energia è elevata e la domanda è bassa, per poi rilasciarla quando la produzione di energia diminuisce e la domanda aumenta.
2. Completa gli spazi vuoti. L'accumulo solare a breve termine consente un flusso di energia costante durante brevi interruzioni del generatore, come ad esempio durante il passaggio di nuvole o durante la manutenzione ordinaria.
3. Resilienza energetica. Per qualsiasi motivo, dagli incendi boschivi alle condizioni meteorologiche avverse, la rete elettrica è soggetta a interferenze e interruzioni. L'accumulo solare crea una schiuma protettiva durante gli eventi distruttivi, distraendoci dalla fonte energetica da cui ricaviamo energia.

Come viene immagazzinata l'energia solare?
L'accumulo di energia solare può essere suddiviso in tre categorie: energia termica, batterie e macchinari. Diamo un'occhiata.
Che cosa è l'accumulo di calore?
L'accumulo di energia termica utilizza diversi mezzi (come acqua o sali fusi) per assorbire e trattenere il calore del sole. Questo mezzo riscaldato viene immagazzinato in un serbatoio isolato fino al momento del bisogno, solitamente facendo bollire l'acqua per generare energia.

Che cosa è l'accumulo di energia tramite batterie?
L'energia solare può anche essere immagazzinata in celle elettrochimiche. Quando l'energia solare viene immessa nella batteria, le reazioni chimiche tra i componenti della batteria immagazzinano energia. Quando la batteria si scarica, la reazione si inverte, consentendo alla corrente di fluire fuori dalla batteria. Le batterie agli ioni di litio sono le più comunemente utilizzate nelle applicazioni solari e nuove tecnologie per batterie si stanno sviluppando rapidamente, il che dovrebbe fornire soluzioni di accumulo più economiche e scalabili.
Che cosa è l'archiviazione meccanica?
L'accumulo di energia meccanica sfrutta l'energia potenziale degli oggetti per generare elettricità. Il metodo di accumulo meccanico converte l'energia elettrica in eccesso in energia meccanica, che a sua volta viene riconvertita in energia elettrica per un utilizzo successivo. Esistono tre tipi principali di sistemi di accumulo di energia meccanica:

1. Volano Questo metodo sfrutta l'elettricità in eccesso per far girare il volano, che poi genera elettricità nei momenti di picco della domanda per fornire energia rapidamente.
2. Pompaggio Per l'accumulo tramite pompaggio, l'acqua viene pompata in salita fino a un serbatoio situato sopra il generatore a turbina. Quando la domanda è elevata, l'acqua può fluire attraverso la turbina e generare elettricità.
3. Aria compressa. Attraverso questo sistema di accumulo di energia, l'aria compressa viene pompata in grandi contenitori, come serbatoi o formazioni sotterranee. L'aria viene rilasciata per generare elettricità durante i periodi di picco della domanda.
Il modo migliore per immagazzinare l'energia solare
Non esiste una soluzione miracolosa per l'accumulo solare. Le soluzioni di accumulo solare dipendono dalle vostre esigenze e dalle risorse disponibili. Diamo un'occhiata ad alcune opzioni di accumulo solare comuni per applicazioni commerciali e domestiche.
Accumulo solare commerciale
Le aziende di servizi pubblici e altre aziende hanno solitamente budget più ampi rispetto alle singole famiglie, il che rende l'accumulo meccanico e termico opzioni praticabili. Sebbene questi metodi di accumulo possano essere costosi, aiutano le aziende di servizi pubblici a soddisfare i picchi di domanda energetica.
1. Accumulo di energia in rete mediante batterie di nuova generazione. Il 2020 è un anno record per i nuovi sistemi di accumulo energetico negli Stati Uniti. Solo nel terzo trimestre, gli Stati Uniti hanno installato 476 MW di nuovi sistemi di accumulo energetico, con un aumento record del 240% rispetto al trimestre precedente. La maggior parte delle nuove installazioni riguarda soluzioni di accumulo front-to-meter (FTM) con durata di un'ora, ma offrono comunque una prospettiva promettente per il futuro dell'accumulo solare commerciale.
2. Aria compressa. Le ultime stime governative stimano il costo dell'aria compressa a 105 dollari/kWh, rendendola l'opzione di accumulo meccanico più conveniente per applicazioni su larga scala.
3. Pompaggio. L'energia solare in eccesso può essere utilizzata per pompare acqua in montagna, generando così un'elevata quantità di energia potenziale. Il costo attuale dell'accumulo tramite pompaggio è di circa 165 dollari USA/kWh, il che lo rende la seconda scelta migliore per l'accumulo di energia meccanica su larga scala. Tuttavia, è disponibile solo in alcune aree perché il nuovo accumulo tramite pompaggio comporta elevati costi iniziali e notevoli ostacoli normativi.
Accumulo solare domestico
L'energia solare residenziale offre innumerevoli vantaggi, tra cui resilienza, risparmio sui costi e decentralizzazione della produzione di energia elettrica (nota anche come "centrali elettriche virtuali"). Tuttavia, i metodi di accumulo di energia commerciale di cui abbiamo parlato in precedenza potrebbero essere troppo costosi per i normali proprietari di case. Fortunatamente, l'accumulo a batteria può ora offrire ai proprietari di case un modo conveniente per immagazzinare l'energia solare.
Le batterie agli ioni di litio sono la prima scelta per l'accumulo di energia solare domestico. Sono relativamente economiche (e stanno diventando sempre più economiche), discrete e adatte a una varietà di esigenze. Altre batterie comunemente disponibili per uso residenziale includono le batterie ad acqua salata e le batterie al piombo.
Indipendentemente dal tipo di batteria, le batterie di backup domestiche possono consentire ai proprietari di casa di risparmiare energia durante le ore di maggiore consumo e minore richiesta (ad esempio, nei giorni lavorativi), in modo da poterle utilizzare nei periodi di maggiore richiesta, quando la produzione di energia è ridotta. L'accumulo solare domestico eredita gli stessi vantaggi dell'accumulo solare su larga scala, che si traducono in flessibilità, energia ininterrotta e risparmio sui costi. Questi vantaggi vanno direttamente al proprietario di casa.

Come immagazzinare l'energia solare: domande frequenti
1. Qual è la cella solare più economica? Le batterie al piombo-acido sono attualmente l'opzione più economica per l'accumulo solare, ma hanno una durata breve e non sono efficienti quanto altre soluzioni. Le batterie agli ioni di litio offrono il miglior rapporto qualità-prezzo, prestazioni, longevità e disponibilità.
2. Per quanto tempo viene immagazzinata l'energia solare? In teoria, finché l'energia potenziale viene mantenuta, l'energia solare immagazzinata meccanicamente può essere mantenuta. Qualsiasi trasferimento di energia comporta una perdita di energia e, nel caso dell'accumulo meccanico, si verificheranno sempre delle perdite durante l'accumulo e il rilascio. Lo stesso vale per le batterie. Generalmente, le celle solari standard possono essere caricate per 1-5 giorni.
3. Quanto durano le celle solari? Le celle solari standard possono durare dai 15 ai 30 anni, a seconda del tipo.
4. Di quante celle solari ho bisogno? La capacità di accumulo varia notevolmente a seconda delle esigenze specifiche e tiene conto di fattori quali la capacità di accumulo richiesta, il carico di backup e la durata dell'autonomia. Gli strumenti di accumulo a batteria di Aurora Solar possono aiutarti a eliminare le congetture nel calcolo di questi requisiti di accumulo.
5. L'energia solare conviene? Sì. Nel 2019, l'energia solare è diventata più economica del carbone, con una media di 0,068 dollari USA per kWh (mentre il prezzo medio dell'elettricità residenziale negli Stati Uniti nello stesso anno era di 0,13 dollari USA, principalmente energia fossile). Oltre ai vantaggi economici, l'energia solare può anche ridurre le emissioni di carbonio e aumentare la flessibilità.
6. Come posso calcolare la migliore efficienza solare? Ottima domanda: è proprio questa l'importanza del posizionamento dei pannelli solari. Consigliamo di utilizzare un software di progettazione per pannelli solari per ottimizzare l'installazione e ottenere la massima efficienza. Scopri come funziona Aurora Solar.
Insomma
Il sole fornisce una quantità illimitata di energia pulita, ma utilizzarla può essere una sfida. Fortunatamente, le molteplici opzioni di accumulo commerciale e residenziale offrono soluzioni efficaci per l'accumulo dell'energia solare e ogni giorno vengono sviluppate tecnologie emergenti. Per le applicazioni commerciali, l'accumulo meccanico offre una soluzione efficace per utilizzare l'energia solare quando è più necessaria e l'accumulo a batteria su scala di rete potrebbe presto essere disponibile. Per l'energia solare residenziale, l'accumulo a batteria è la scelta migliore e sul mercato sono disponibili diverse unità a prezzi ragionevoli. Insieme, queste soluzioni offrono una combinazione efficace per l'accumulo dell'energia solare e costituiscono un argomento convincente per l'ulteriore utilizzo dell'energia solare in ambienti commerciali e residenziali.