Come funzionano le batterie solari?

L'energia solare esiste dagli anni '50 e recentemente l'energia solare immagazzinata in batterie, o in quelli che chiamiamo "sistemi di accumulo", sta diventando – in alcune zone del paese – ancora più pratica. Se siete curiosi di saperne di più sull'energia solare o volete sapere come potete utilizzarla per la vostra casa, ottime notizie: vi spiegheremo nel dettaglio tutto ciò che c'è da sapere sulle batterie di accumulo per l'energia solare e sul loro funzionamento.

Spiegazione dell'accumulo di energia tramite batterie

In sintesi, le batterie utilizzano l'energia potenziale chimica per immagazzinare elettricità quando un dispositivo o un sistema ha un surplus di energia elettrica. Le batterie per l'accumulo di energia solare "immagazzinano" energia nello stesso modo di altri tipi di batterie:

●Una batteria ha un catodo e un anodo, che sono tipi opposti di terminali elettrici. Sono separati da un elettrolita, che facilita il trasferimento di corrente elettrica.
●La batteria è collegata a un circuito esterno. Mentre gli elettroni attraversano il circuito, i loro ioni attraversano l'elettrolita.
●Gli ioni si muovono tra il catodo e l'anodo e aumentano l'energia potenziale chimica, il che provoca la carica della batteria.

L'unica grande differenza tra le batterie ad accumulo solare e le altre batterie è che le batterie solari ricevono l'elettricità direttamente dai pannelli solari.

Ora analizziamo nel dettaglio il processo di accumulo di energia, passo dopo passo.

Fase 1 – Luce solare

Tutto inizia con un po' di sole. Senza entrare troppo nei dettagli tecnici, i pannelli solari permettono ai fotoni (che sono particelle di luce) di colpire gli elettroni e di strapparli dagli atomi. Questo carica gli atomi e genera un flusso di corrente elettrica.

Maggiore è l'irraggiamento solare, maggiore è la quantità di elettricità immagazzinata. Ecco perché le batterie solari si caricano più velocemente a mezzogiorno, quando il sole è più alto nel cielo. Questo spiega anche perché la carica è più lenta in presenza di minore irraggiamento solare, a causa della copertura nuvolosa o dell'ora del giorno.

Fase 2 – Conversione dell'energia

Quando i pannelli solari generano elettricità, questa entra nella batteria attraverso wafer di materiali come il silicio e circuiti. A questo punto, l'energia viene tipicamente immagazzinata come corrente continua (CC) anziché come corrente alternata (CA).

Elettricità in corrente continua (CC) contro corrente alternata (CA)

Qual è la differenza tra corrente continua e corrente alternata?

In breve, la corrente continua (CC) è una corrente elettrica lineare. Ciò significa che l'elettricità viaggia in linea retta, ovvero dal punto A al punto B, senza subire variazioni di carica. La corrente continua è particolare perché la sua tensione (ovvero la sua potenza) è più costante rispetto a quella della corrente alternata.

La corrente alternata (CA), d'altra parte, ha un flusso di corrente che può alternarsi tra positivo e negativo. In altre parole, scorre in due direzioni.

Sia la corrente alternata (AC) che quella continua (DC) sono utilizzate nei dispositivi e nelle applicazioni di uso quotidiano. Ad esempio, molti dispositivi elettronici o portatili utilizzano la corrente continua. Tuttavia, molti elettrodomestici, come lavatrici, frigoriferi e persino le luci domestiche, utilizzano la corrente alternata.

In realtà, la corrente alternata (CA) è più comune. Le prese elettriche nelle case portano energia negli edifici sotto forma di corrente alternata. La casa utilizza quindi un convertitore per trasformare la corrente alternata in corrente continua (CC). Perché? Perché la corrente continua non può percorrere lunghe distanze come la corrente alternata. Inoltre, la corrente alternata è più economica da produrre.

A seconda del tipo di pannelli solari utilizzati, la luce viene prima catturata sotto forma di corrente continua (CC). Successivamente, il processo di accumulo nelle batterie varia a seconda del tipo di pannelli.

Fase 3A – Conversione in corrente continua

Se si dispone di un impianto solare di base con accoppiamento in corrente continua (CC), l'elettricità entra immediatamente nella batteria solare. Inoltre, viene immagazzinata come corrente continua, anziché essere convertita in corrente alternata (CA) e immagazzinata in tale forma.

Quando la tua casa o i tuoi elettrodomestici necessitano di elettricità, l'energia elettrica esce dalla batteria solare ed entra in un inverter. L'inverter converte la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA), che viene poi utilizzata dagli elettrodomestici e dai dispositivi della tua casa.

Fase 3B – Conversione con accoppiamento in corrente alternata

Se si dispone di un impianto a pannelli solari accoppiato in corrente alternata, la procedura è leggermente diversa.

La luce solare colpisce i pannelli solari e la tua energia viene catturata come elettricità in corrente continua (CC), come prima. Tuttavia, l'elettricità entra poi in un inverter e viene immediatamente convertita in elettricità in corrente alternata (CA), perfetta per l'utilizzo immediato in casa.

Se rimane dell'elettricità in eccesso, questa viene ritrasformata in corrente continua (CC), che viene poi immagazzinata nella batteria solare. È importante notare che con questo sistema, l'elettricità deve passare nuovamente attraverso un inverter e trasformarsi in corrente alternata (CA) non appena la casa ne ha bisogno.

Entrambe le forme possono funzionare e nessuna è necessariamente migliore dell'altra. Tuttavia, i sistemi di conversione dell'energia solare con accoppiamento in corrente alternata potrebbero essere leggermente più efficienti poiché l'elettricità viene resa immediatamente disponibile per l'uso domestico anziché essere inizialmente immagazzinata come elettricità in corrente continua.

Incartare

Come potete vedere, le batterie solari funzionano in modo efficiente in qualsiasi condizione. Ripetiamo:
●La luce solare viene catturata
●La luce solare viene convertita in elettricità a corrente continua
●A seconda del sistema, l'elettricità in corrente continua (CC) viene immagazzinata o convertita in elettricità in corrente alternata (CA) per un utilizzo immediato.
●In entrambi i casi, l'elettricità in eccesso viene immagazzinata in una batteria solare come energia CC

Grazie all'accumulo di energia solare, puoi sfruttare al meglio le giornate luminose e soleggiate, quando l'elettricità è abbondante. Le batterie immagazzineranno tutta l'energia elettrica possibile, rendendola poi disponibile per la tua casa durante la notte o nelle giornate nuvolose.

Le batterie solari sono una tecnologia fondamentale nel settore delle energie rinnovabili e, in particolare, dell'energia solare. Con il miglioramento dell'efficienza delle batterie solari, l'energia solare diventerà ancora più efficiente e ideale per l'uso domestico.

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