Introduzione: Come si collega la batteria?

Negli articoli precedenti abbiamo trattato ampiamente i sistemi di accumulo energetico. Una domanda importante è però rimasta aperta: Come si integra al meglio questa tecnologia in casa?

Per l'integrazione degli accumuli a batteria esistono due concetti fondamentali:

• Sistemi accoppiati in AC (corrente alternata)
• Sistemi accoppiati in DC (corrente continua)

Questo articolo spiega entrambe le topologie con i rispettivi vantaggi e svantaggi.

Impianti solari con accoppiamento AC

Nei sistemi accoppiati in corrente alternata (AC) l'inverter è collegato direttamente dopo i moduli solari e alimenta la rete domestica direttamente con corrente alternata.

Struttura

Moduli solari (DC)
    ↓
Inverter (DC→AC)
    ↓
Rete domestica (AC) ←→ Batteria + Regolatore di carica
    ↓
Rete pubblica

Principio di funzionamento

1. L'inverter converte immediatamente la corrente continua dei moduli in corrente alternata
2. La batteria con la sua elettronica di carica viene collegata dopo l'inverter
3. La batteria viene alimentata con corrente alternata
4. Per la carica, la corrente AC deve essere riconvertita in DC
5. Durante la scarica, la corrente DC viene nuovamente convertita in AC

Lo scambio energetico tra moduli solari e batteria avviene tramite corrente alternata.

Vantaggi dell'accoppiamento AC

L'accoppiamento AC offre vantaggi decisivi soprattutto per impianti esistenti:

Vantaggio	Spiegazione
Facile retrofit	La batteria può essere installata successivamente
Indipendenza dal produttore	Componenti di diversi produttori combinabili
Posizionamento flessibile	La batteria può essere collocata lontano dall'inverter
Tecnologia collaudata	Componenti consolidati
Scalabilità	Facile espansione possibile

Svantaggi dell'accoppiamento AC

La flessibilità ha però il suo prezzo – soprattutto in termini di efficienza:

Svantaggio	Spiegazione
Conversioni multiple	DC→AC→DC→AC = perdite
Rendimento inferiore	Tipicamente 85–90% roundtrip
Più componenti	Necessario un inverter batteria separato
Costi più elevati	Più hardware richiesto
Installazione più complessa	Più cablaggio

Rendimento tipico

Con l'accoppiamento AC si verificano perdite ad ogni conversione:

• Moduli solari → Inverter: ~97%
• Inverter → Caricabatteria: ~97%
• Carica/scarica batteria: ~95%
• Batteria → Inverter: ~97%

Rendimento roundtrip totale: ~85–90%

Impianti solari con accoppiamento DC

Nei sistemi accoppiati in corrente continua (DC) inverter e batteria sono collegati in parallelo direttamente dopo i moduli solari.

Struttura

Moduli solari (DC)
    ↓
Convertitore DC-DC
    ├── Batteria (DC)
    └── Inverter (DC→AC)
            ↓
        Rete domestica (AC)
            ↓
    Rete pubblica

Principio di funzionamento

1. Entrambi i componenti vengono alimentati direttamente con corrente continua
2. La batteria può utilizzare direttamente la corrente DC per la carica
3. La corrente continua viene convertita in alternata solo alla fine
4. Meno passaggi di conversione = rendimento più elevato

Lo scambio energetico tra impianto solare e batteria avviene tramite corrente continua.

Vantaggi dell'accoppiamento DC

Il collegamento diretto tramite corrente continua porta vantaggi evidenti soprattutto in termini di efficienza:

Vantaggio	Spiegazione
Rendimento più elevato	Meno perdite di conversione
Meno componenti	Un solo inverter centrale
Costi inferiori	Più economico nel lungo termine
Migliore efficienza	Tipicamente 92–95% roundtrip
Carica più rapida	Percorso DC diretto alla batteria

Svantaggi dell'accoppiamento DC

La maggiore efficienza si paga però con alcune limitazioni:

Svantaggio	Spiegazione
Dipendenza dal produttore	Componenti spesso dello stesso produttore
Nessun retrofit semplice	Il sistema deve essere progettato come un insieme
Progettazione più complessa	Il cablaggio DC è più impegnativo
Lunghezze cavi limitate	Cavi DC da mantenere corti
Minor flessibilità	Più difficile da espandere

Rendimento tipico

Con l'accoppiamento DC meno passaggi di conversione:

• Moduli solari → Convertitore DC-DC: ~98%
• Carica/scarica batteria: ~95%
• DC → Inverter → AC: ~97%

Rendimento roundtrip totale: ~92–95%

Il confronto diretto

Per facilitare la scelta tra accoppiamento AC e DC, confrontiamo direttamente i due concetti:

Criterio	Accoppiamento AC	Accoppiamento DC
Rendimento	85–90%	92–95%
Retrofit	Facile	Difficile
Flessibilità	Alta	Limitata
Costi iniziali	Più alti	Più bassi
Costi a lungo termine	Più alti (perdite)	Più bassi
Complessità	Più componenti	Meno componenti
Scelta produttore	Libera	Spesso limitata

L'inverter ibrido: Il meglio di entrambi i mondi

I moderni inverter ibridi superano la netta separazione tra AC e DC.

Concetto

Nei sistemi con inverter ibrido, tutti i componenti convergono in un unico dispositivo centrale:

• MPPT integrato per i moduli solari
• Convertitore DC-DC per la batteria
• Inverter per la rete domestica
• Gestione energetica intelligente

Vantaggi del concetto ibrido

L'integrazione di tutte le funzioni in un dispositivo offre le migliori caratteristiche di entrambi i mondi:

Vantaggio	Spiegazione
Rendimento ottimale	Scelta intelligente del percorso DC o AC
Compatto	Un dispositivo invece di molti
Installazione semplice	Meno cablaggio
Perfettamente coordinato	Tutti i componenti armonizzati tra loro

Gestione energetica: Il cervello dell'impianto

Indipendentemente dalla topologia, il sistema di gestione energetica (EMS) è decisivo. È come il cervello dell'impianto.

I quattro compiti principali

1. Gestione dei carichi

L'EMS rileva:

• Fabbisogno elettrico attuale dei carichi
• Capacità e potenza disponibile dell'impianto solare
• Decide quando alimentare quali carichi

Esempio: Apparecchi ad alto consumo come lavastoviglie o stazione di ricarica per auto elettriche dovrebbero funzionare di giorno, quando l'impianto solare produce eccedenza.

2. Immissione in rete

Con batteria piena e autoconsumo coperto:

• L'eccedenza viene immessa nella rete pubblica
• Possibile remunerazione per l'immissione
• Ecologico: energia verde nella rete

3. Gestione della batteria

Decide quando la batteria deve essere:

• Caricata (eccedenza disponibile)
• Scaricata (fabbisogno superiore alla produzione)
• Risparmiata (corrente di rete più conveniente)

Obiettivo primario: Mantenere sempre una riserva energetica.

4. Integrazione smart home

Un buon EMS:

• Si integra nella rete smart home
• Riconosce il consumo di tutti i dispositivi
• Può controllare i dispositivi in modo ottimale
• Ottimizza continuamente l'interazione

Vantaggi di un EMS

Un buon sistema di gestione energetica porta vantaggi misurabili per il funzionamento dell'impianto:

Vantaggio	Spiegazione
Maggiore autoconsumo	Utilizzare più energia solare in proprio
Minori costi elettrici	Meno prelievo dalla rete
Maggiore durata della batteria	Cicli di carica/scarica ottimizzati
Più comfort	Controllo automatizzato
Trasparenza	Tutti i dati a colpo d'occhio

Quale topologia per chi?

Accoppiamento AC consigliato per:

• Impianti esistenti senza accumulo (retrofit)
• Massima flessibilità desiderata
• Diversi produttori già presenti
• Batteria lontana dall'inverter

Accoppiamento DC consigliato per:

• Nuovi impianti con accumulo fin dall'inizio
• Massima efficienza importante
• Tutto da un unico fornitore preferito
• Brevi percorsi DC possibili

Inverter ibrido consigliato per:

• Nuovi impianti di qualsiasi dimensione
• Installazione semplice desiderata
• Migliore efficienza ricercata
• Soluzione a prova di futuro cercata

Conclusioni

La serie completa "Accumulo di energia per impianti solari"

1. Dalle cosce di rana alle batterie: Come funziona un accumulo di energia? – Fondamenti
2. Litio vs. Piombo: Quale batteria per l'impianto solare? – Confronto tecnologico
3. Elettronica di potenza: Inverter e convertitori DC-DC – Conversione di corrente
4. Il tuttofare: Inverter ibridi – Tutto in un dispositivo
5. AC o DC? Topologie di sistema per impianti solari – Questo articolo

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• Dal fotone al volt: Come funziona una cella solare?
• Struttura di un impianto FV: Dal modulo all'immissione in rete
• AC/DC nel fotovoltaico: Inverter e conversione di corrente
• Accumulo a batteria: L'alleato nelle giornate nuvolose
• Indicatori di un impianto solare: Il glossario

Serie Pompe di calore:

• L'anti-frigorifero: Come funziona una pompa di calore?
• Tipologie di pompe di calore e l'accoppiata vincente con il solare

Accumuli a batteria e powerstation:

• Tecnologie delle batterie a confronto: Litio, piombo e stato solido
• Powerstation: La soluzione all-in-one per impianti solari
• Analisi di mercato 2025: Accumuli a batteria e powerstation

Fonti

• Grünes Haus: AC oder DC PV-Speicher
• HTW Berlin: Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme