Diagnosi e dimensionamento ottimale di sistemi fotovoltaici con accumulo

Il dimensionamento di un impianto fotovoltaico abbinato a un sistema di accumulo è governato dallo sfasamento temporale tra produzione e consumo: non è sufficiente che l'energia prodotta nell'anno eguagli quella richiesta, poiché ciò che determina le prestazioni è la coincidenza oraria tra le due. La pratica progettuale ricorre spesso a regole empiriche o a costanti tarate sul singolo caso, che mal si trasferiscono da un sito all'altro. Il lavoro sviluppa un metodo data-driven, e il relativo software MATLAB, per il dimensionamento ottimale di impianti fotovoltaici con accumulo, senza costanti specifiche del caso. Il contributo analitico si fonda su due risultati. Il primo è l'identità esatta Autosufficienza = K · Autoconsumo, dove K è il rapporto tra energia prodotta ed energia consumata su base annua, valida per qualsiasi coppia di profili. Il secondo è il tetto fisico all'autosufficienza che il bilancio energetico annuo rivela come proprietà del sito, del quale K · η_RT costituisce il termine dominante. Dal confronto tra l'autosufficienza senza accumulo e tale tetto discende una diagnosi di regime, che distingue i siti in cui il fattore limitante è l'accumulo da quelli in cui è il fotovoltaico, e che precede il dimensionamento. Il metodo procede dalla scelta della taglia del fotovoltaico, tramite la curva autoconsumo-K, al dimensionamento dell'accumulo, calcolato con due motori complementari il cui accordo valida la stima rapida. Il criterio tecnico del ginocchio viene infine tradotto in criterio economico, mediante una regola di pareggio marginale fondata sullo scarto tra prezzo di acquisto e prezzo di vendita dell'energia, affiancata dagli indicatori di valore attuale netto e tempo di ritorno. La validazione su tre impianti reali conferma la capacità diagnostica del metodo e mostra che il ginocchio tecnico eccede sistematicamente l'ottimo economico, di un fattore che nei casi esaminati va da poco più del doppio fino all'esclusione completa dell'accumulo.