The Sub-Zero Challenge: Why Some Battery Systems Stop Charging and How to Prevent It

Ogni inverno, nelle case e nelle aziende che utilizzano sistemi di accumulo di energia a batteria, emerge silenziosamente una sfida familiare. Quando le temperature scendono sotto gli 0°C, molte batterie installate smettono improvvisamente di caricarsi.

A prima vista, tutto sembra funzionare normalmente. L’inverter è online. La generazione solare potrebbe anche essere disponibile. Eppure, nonostante questo, la batteria si rifiuta di caricarsi. Non si tratta di un guasto o di un malfunzionamento del sistema. Si tratta piuttosto di un limite fondamentale della chimica delle batterie agli ioni di litio, che diventa particolarmente evidente nei mesi più freddi e che spesso coglie di sorpresa i proprietari dei sistemi.

Perché le batterie al litio faticano a temperature inferiori allo zero

Le batterie agli ioni di litio sono molto sensibili alla temperatura, soprattutto durante il processo di ricarica. Quando le temperature scendono sotto lo zero, entrano in gioco diversi meccanismi di protezione.

In particolare, durante la carica a basse temperature può verificarsi la placcatura del litio, che può danneggiare in modo permanente le celle della batteria. Per evitare che ciò accada, gli inverter sono progettati per sospendere automaticamente la carica quando la temperatura della batteria scende al di sotto della soglia di sicurezza. Sebbene questa protezione sia essenziale per la salute delle batterie a lungo termine, comporta inevitabilmente una perdita di generazione solare e una riduzione dell’autoconsumo.

Inoltre, viene spesso trascurata un’importante distinzione: la scarica è molto meno influenzata dalle basse temperature rispetto alla carica. Anche in condizioni di freddo intenso, le batterie al litio possono continuare a scaricare energia in modo sicuro. Tuttavia, è la carica il vero limite e l’origine della maggior parte dei problemi di prestazioni invernali.

La sfida invernale comune nelle installazioni ESS

Molte installazioni di SSE si affidano a misure passive come il calore ambientale di garage o ripostigli, l’isolamento di base o semplicemente l’ipotesi che le temperature rimangano entro limiti accettabili. Tuttavia, quando si verifica un’ondata di freddo, queste misure sono spesso insufficienti.

Di conseguenza, l’inverter si comporta esattamente come previsto: interrompe la carica per proteggere la batteria. Di conseguenza, l’energia solare viene esportata invece di essere immagazzinata, i livelli di autoconsumo diminuiscono e la dipendenza dalla rete aumenta proprio quando la domanda di energia e i costi sono massimi.

Sia per i proprietari di casa che per le aziende, questo può compromettere in modo significativo i risparmi invernali previsti e le prestazioni complessive del sistema.

Affrontare le prestazioni nelle stagioni fredde con un approccio ingegneristico

Per superare queste sfide, le moderne soluzioni ESS devono andare oltre la protezione passiva e adottare una risposta proattiva e ingegnerizzata al funzionamento a bassa temperatura.

I sistemi con gestione termica integrata monitorano continuamente la temperatura della batteria e rispondono dinamicamente ai cambiamenti delle condizioni. Quando la temperatura scende al di sotto dell’intervallo di carica ottimale, si attiva automaticamente il riscaldamento integrato della batteria. La batteria viene riscaldata delicatamente fino al ripristino di condizioni di carica sicure ed efficienti, a quel punto il normale funzionamento riprende senza alcun intervento da parte dell’utente.

Inoltre, questo processo non richiede regolazioni manuali, né modifiche alla configurazione stagionale, né compromessi sull’utilizzo del sole, garantendo prestazioni costanti per tutto l’inverno.

Riscaldamento intelligente con un impatto energetico minimo

È comprensibile che vengano spesso sollevate preoccupazioni riguardo al consumo energetico associato al riscaldamento delle batterie. In pratica, però, questo impatto è minimo e gestito in modo intelligente.

I sistemi di riscaldamento sono progettati per utilizzare solo una piccola quantità di energia, dando priorità alla generazione solare quando disponibile. Se l’energia solare non è disponibile, l’energia viene prelevata brevemente dalla batteria stessa, mentre il consumo inutile della rete viene evitato il più possibile. Di conseguenza, la protezione della batteria viene ottenuta senza compromettere l’efficienza o il risparmio complessivo del sistema.

Energia affidabile quando è più importante

I periodi invernali freddi sono quelli in cui la domanda di riscaldamento domestico e commerciale raggiunge il picco massimo, i prezzi dell’elettricità sono in genere più alti e l’affidabilità energetica diventa fondamentale. Grazie alla gestione termica intelligente integrata nel sistema di accumulo di energia, la capacità di ricarica viene mantenuta anche quando le temperature scendono sotto lo zero.

In definitiva, la sicurezza deriva dalla consapevolezza che il tuo sistema di batterie continua a lavorare per te, anche nelle notti più fredde, contribuendo a massimizzare l’autoconsumo, a proteggere il tuo investimento e a ridurre i costi energetici proprio quando l’affidabilità dell’energia è più importante.

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