Quando si progetta un sistema solare con accumulo, una delle domande più frequenti è:Qual è il rapporto ottimale tra capacità fotovoltaica, potenza dell'inverter e capacità della batteria al litio?Non esiste un rapporto unico che funzioni per ogni progetto. La configurazione ideale dipende dal consumo di energia elettrica del cliente, dalle esigenze di backup, dalle risorse solari disponibili, dalla strategia di ricarica delle batterie e dal budget a disposizione.Tuttavia, esistono intervalli di taglie pratici che possono servire come punto di partenza. 1. Rapporto fotovoltaico/inverter: solitamente 1,2–1,5La relazione tra la capacità fotovoltaica e la capacità dell'inverter è comunemente espressa come Rapporto CC/CA:Rapporto CC/CA = Potenza fotovoltaica (kWp) ÷ Potenza inverter (kW)Per esempio:130 kWp FV + 100 kW inverter → rapporto CC/CA = 1,3150 kWp FV + 100 kW inverter → rapporto CC/CA = 1,5Un rapporto CC/CA superiore a 1,0 è comune perché i pannelli solari raramente funzionano alla loro potenza nominale STC per lunghi periodi. Il sovradimensionamento dell'impianto fotovoltaico consente all'inverter di funzionare più vicino alla sua potenza nominale per un maggior numero di ore al giorno.La configurazione di riferimento fotovoltaico su scala industriale con batteria di NREL utilizza un rapporto CC/CA di circa 1.34e le sue ricerche rilevano che rapporti compresi tra 1,2 e 1,3 sono spesso accettabili senza significative riduzioni.Raccomandazione praticaPer numerosi progetti commerciali e industriali:PV: Inverter ≈ 1,2–1,5: 1Un punto di partenza tipico è:1,3 kWp fotovoltaico: inverter da 1 kWTuttavia, il rapporto finale deve essere verificato rispetto alla potenza massima in ingresso CC dell'inverter, all'intervallo di tensione MPPT e alla corrente massima in ingresso. 2. Dall'inverter alla batteria: concentrarsi sull'alimentazione a batteria, non solo sui kWhLa batteria presenta due importanti caratteristiche:Alimentazione a batteria: kWCapacità energetica della batteria: kWhNon sono la stessa cosa.Per esempio:Sistema di accumulo di energia a batteria da 100 kW / 215 kWhCiò significa che il sistema può teoricamente scaricarsi a 100 kW, mentre la batteria immagazzina circa 215 kWh di energia.La durata approssimativa della scarica a pieno carico è:215 kWh ÷ 100 kW = 2,15 orePertanto, nella scelta della batteria, è necessario innanzitutto determinare:Di quanta energia ha bisogno il cliente e per quante ore?Per esempio:Requisiti di backupBatteria consigliata100 kW per 1 ora≈ 100 kWh100 kW per 2 ore≈ 200 kWh100 kW per 3 ore≈ 300 kWh250 kW per 2 ore≈ 500 kWh500 kW per 2 ore≈ 1.000 kWhIn pratica, è necessario considerare una capacità aggiuntiva per la profondità di scarica della batteria (DoD), le perdite di conversione, la temperatura, l'invecchiamento e lo stato di carica di riserva (SOC). 3. Un rapporto di partenza pratico per i sistemi fotovoltaici + batteriePer un progetto commerciale o industriale di integrazione solare con accumulo, un utile punto di partenza è:FV : Inverter : Potenza batteria ≈ 1,3 : 1 : 1Per esempio:130 kWp fotovoltaico + 100 kW inverter+ PCS batteria da 100 kWLa capacità energetica della batteria viene quindi selezionata in base alla durata di autonomia richiesta.Se sono necessarie due ore di autonomia:FV 130 kWp + inverter 100 kW + batteria 100 kW / 200 kWhSe sono necessarie tre ore:FV 130 kWp + inverter 100 kW + batteria 100 kW / 300 kWhQuesto è solo un metodo di dimensionamento preliminare. Il progetto definitivo deve essere basato sul profilo di carico effettivo e sulla strategia operativa.4. Di quanta capacità della batteria ha bisogno un impianto solare?È proprio in questo ambito che molti progetti vengono progettati in modo errato.Un impianto fotovoltaico da 500 kWp non richiedono automaticamente una batteria da 500 kWh.La capacità della batteria dovrebbe essere determinata principalmente da:Consumo giornaliero di elettricitàFabbisogno energetico notturnoCarico di piccoDurata del backup richiestaFrequenza delle interruzioni di reteTasso di autoconsumo desideratoTariffe elettriche e prezzi di punta/non di puntaAd esempio, se una fabbrica possiede:Carico di picco: 300 kWCarico medio serale: 150 kWAutonomia di backup richiesta: 4 oreIl fabbisogno di batteria potrebbe essere approssimativamente il seguente:150 kW × 4 h = 600 kWhpiuttosto che semplicemente eguagliare la capacità fotovoltaica. 5. Applicazioni diverse richiedono rapporti diversiAutoconsumo commerciale e industrialePer ridurre il consumo di energia elettrica durante il giorno e spostare l'energia solare alle ore serali:PV: Inverter ≈ 1,2–1,5: 1La durata della batteria è generalmente progettata intorno a 2–4 ore, a seconda del profilo di carico e della tariffa elettrica.Alimentazione di riservaPer i clienti principalmente preoccupati per le interruzioni di corrente:La batteria potenza nominale diventa più importante.Per esempio:Carico di 500 kW → potenza della batteria di circa 500 kWSuccessivamente, determinare la capacità energetica in base al tempo di autonomia richiesto.Per 2 ore:500 kW × 2 h = 1.000 kWhUna configurazione preliminare potrebbe quindi essere la seguente:650 kWp FV + 500 kW inverter + 500 kW / 1.000 kWh BESSImpianto fotovoltaico su larga scala con accumulo.I progetti più grandi possono utilizzare rapporti CC/CA fotovoltaici più elevati e batterie di lunga durata. La configurazione rappresentativa di impianti fotovoltaici su scala industriale con batterie del NREL utilizza circa 1,34 MW di potenza fotovoltaica in corrente continua, 100 MW di potenza dell'inverter in corrente alternata e 240 MWh di energia utilizzabile immagazzinata nelle batterie., il che dimostra che il rapporto ottimale dipende fortemente dall'architettura del sistema e dall'obiettivo operativo. 6. Sistemi ad accoppiamento in corrente continua vs. sistemi ad accoppiamento in corrente alternataIl rapporto ideale dipende anche dal fatto che la batteria sia collegata sul lato CC o CA.In un sistema accoppiato in corrente continuaLa batteria può catturare parte dell'energia fotovoltaica che altrimenti verrebbe limitata dall'inverter. Ciò può essere particolarmente utile quando l'impianto fotovoltaico è sovradimensionato rispetto all'inverter.In un sistema accoppiato in CAIn genere, sia l'impianto fotovoltaico che il sistema di accumulo a batteria dispongono di proprie apparecchiature di conversione dell'energia. Ciò offre maggiore flessibilità per l'aggiunta di sistemi di accumulo a un impianto fotovoltaico esistente, ma introduce ulteriori fasi di conversione.Pertanto, la stessa capacità fotovoltaica può richiedere diverse configurazioni di inverter e batterie a seconda dell'architettura di accoppiamento. 7. Una semplice regola praticaPer progetti commerciali e industriali preliminari, è possibile utilizzare i seguenti elementi come punto di partenza:Capacità fotovoltaica: 1,2–1,5 volte la capacità dell'inverterPotenza della batteria: circa 0,5–1,0 × capacità dell'inverterEnergia della batteria: potenza della batteria × ore di autonomia necessariePer esempio:Sistema commerciale da 1 MWUn progetto preliminare ragionevole potrebbe essere:PV: 1,3 MWpInverter: 1 MWBatteria PCS: 500–1.000 kWBatteria: 1–2 MWh per circa 2 ore a 500–1.000 kWLa configurazione finale dovrà quindi essere ottimizzata in base alla curva di carico effettiva del cliente.Conclusione: esiste davvero un rapporto "perfetto"?Non esiste un rapporto univoco tra pannelli fotovoltaici, inverter e batterie che sia perfetto per ogni progetto.Un sistema progettato per massimo autoconsumo solare potrebbe richiedere una configurazione diversa da quella progettata per alimentazione di riserva, riduzione dei picchi di consumo o arbitraggio energetico.Quindi la vera domanda non è:“Qual è il rapporto standard?”È:Qual è il rapporto ideale per il mio progetto?Un impianto fotovoltaico da 1 MW non necessita necessariamente di una batteria da 1 MW. Una batteria da 1 MWh non fornisce necessariamente 1 MW di potenza di riserva. E installare più pannelli solari o aumentare la capacità delle batterie non significa sempre ottenere un risparmio economico.La chiave è trovare il giusto equilibrio tra Generazione fotovoltaica, potenza dell'inverter, capacità della batteria, richiesta di carico e ore di funzionamento.Ma di quanta capacità fotovoltaica e di quanta capacità di accumulo ha effettivamente bisogno il tuo progetto?Se puoi fornire il tuo carico di picco, consumo energetico giornaliero, ore di backup necessarie e capacità fotovoltaica disponibileLa dimensione ottimale del sistema può essere calcolata in base alle effettive condizioni operative, e non solo in base a un rapporto standard.Perché il miglior sistema di accumulo di energia non è il più grande, ma quello dimensionato in base al modo in cui effettivamente si utilizza l'energia.