Accumulo fotovoltaico come UPS: cosa resta acceso davvero

Va via la corrente in tutto il quartiere, sul balcone ci sono due moduli al sole e una batteria carica, e in casa resta buio. È la scena che convince molti che qualcosa nell’impianto sia rotto. L’impianto sta funzionando esattamente come deve, e capire perché serve a scegliere l’unico pezzo che cambia davvero la situazione.

Perché l’impianto si spegne insieme alla rete

Un microinverter da balcone è un apparecchio di rete. Per costruire la propria onda a 230 V e 50 Hz prende il riferimento dalla tensione che trova al contatore e le si sincronizza sopra. Tolto quel riferimento, l’elettronica non ha più nulla a cui agganciarsi.

Sopra questa caratteristica fisica c’è un obbligo di norma. La CEI 0-21 chiede che ogni generatore collegato alla rete di bassa tensione abbia un sistema di protezione di interfaccia (SPI) che sorveglia tensione e frequenza e comanda l’apertura di un dispositivo di disconnessione appena i valori escono dalle soglie. Sui kit da balcone questa funzione è integrata dentro il microinverter e certificata insieme all’apparecchio.

Le soglie sono scritte nella norma, e leggerle spiega la velocità della reazione.

A queste si aggiunge il tempo di apertura del dispositivo, che secondo la norma non deve superare 150 millisecondi con un teleruttore di potenza e 100 millisecondi con un interruttore automatico dotato di bobina di minima tensione. Un blackout fa collassare la tensione ben oltre la soglia inferiore, quindi il distacco avviene nella frazione di secondo.

La ragione di tutta questa severità è la sicurezza di chi lavora sulla linea. Un impianto che continuasse a generare durante un guasto terrebbe in tensione un tratto di rete che il personale del distributore considera spento. Il fenomeno ha un nome, isola indesiderata, e l’intero apparato normativo esiste per impedirlo. Non è una funzione disattivabile dall’app.

Presa di backup e gruppo di continuità: quanto sono parenti

Un gruppo di continuità è un apparecchio classificato. La norma CEI EN 62040-3 lo descrive con una sigla di tre passi, e il primo passo è quello che interessa qui.

Il secondo passo classifica la forma d’onda in uscita, sinusoidale o meno, e il terzo definisce le curve di tolleranza rispetto alla nominale.

Un accumulo da balcone con presa fuori rete si comporta come un apparecchio della terza classe, VFD: quando la rete c’è la presa segue quello che arriva da fuori, quando la rete manca l’inverter interno prende in carico il carico collegato dopo un intervallo dichiarato. La differenza rispetto a un gruppo di continuità da scrivania sta nel resto del lavoro: un VFI vero interviene anche sui buchi di tensione, sui picchi e sulle distorsioni che non hanno nulla a che vedere con un blackout.

Il millisecondo che decide chi si riavvia

Il tempo di commutazione è l’unico numero che separa una presa di backup utile da una presa di backup teorica, e purtroppo è anche il numero che molti produttori omettono.

La soglia dei 10 millisecondi viene dalla costruzione degli alimentatori. Ogni apparecchio elettronico moderno raddrizza la rete e la filtra con un condensatore, che continua a erogare per un tratto dopo che l’ingresso è caduto. Mezzo periodo di rete a 50 Hz dura 10 millisecondi, e gli alimentatori sono progettati per coprire almeno quello. Chi commuta in 1 o 5 millisecondi passa dentro quella finestra senza che nulla se ne accorga.

Sopra la ventina di millisecondi il quadro cambia. Un router perde la sincronizzazione con la centrale e impiega fra 30 e 60 secondi a tornare online, un computer senza batteria si spegne di colpo con il rischio di perdere il lavoro aperto, un decoder riparte dal boot. Il frigorifero è il più tollerante del gruppo: si ferma e riparte, e l’unico accorgimento riguarda il compressore, che dopo uno stacco ha bisogno di qualche minuto prima di ripartire sotto pressione.

Quali accumuli da balcone hanno davvero una presa fuori rete

Fra gli apparecchi analizzati su questo sito la funzione compare su una minoranza, e la qualità della documentazione varia parecchio.

Il picco di 1.800 VA per 10 secondi dell’EZHI merita una riga a parte, perché è il dato che rende la presa utilizzabile con un frigorifero. Un motore assorbe per un istante molto più della propria potenza nominale allo spunto, e una presa dimensionata solo sul valore continuo va in protezione proprio quando il compressore parte.

Quando la potenza della presa non è dichiarata, la prudenza è d’obbligo: il dato va chiesto al venditore prima di contarci per un carico preciso.

Cosa attaccare a quella presa, con i numeri

Il ragionamento parte dal basso, dai carichi che valgono la pena di essere tenuti vivi.

La regola pratica si riassume in una riga: tutto ciò che informa e raffredda ci sta, tutto ciò che scalda no. Gli apparecchi che producono calore trasformano potenza elettrica in modo diretto e proporzionale, quindi partono da qualche kilowatt per definizione, e su un accumulo da poche unità di kilowattora svuoterebbero comunque la batteria in mezz’ora.

L’autonomia si ricava con una divisione. Un accumulo da 2 kWh che alimenta frigorifero, router e due punti luce, per un assorbimento medio intorno ai 150 W, copre circa tredici ore. Lo stesso accumulo su un carico costante da 1.000 W arriva a due ore scarse. Vale la pena rifare il conto sui propri apparecchi prima di decidere che la funzione serve.

Il fraintendimento che costa una delusione

La presa di backup alimenta quello che ci colleghi sopra, e nient’altro. Le prese a muro dell’appartamento restano spente per tutta la durata del blackout.

La ragione discende da quanto visto sopra. L’impianto di casa è collegato alla rete del distributore, e alimentarlo durante un’interruzione significherebbe mandare tensione anche verso il contatore. Per farlo servirebbe un quadro di commutazione che separa fisicamente l’abitazione dalla rete prima di alimentarla dall’accumulo, cioè un componente installato in modo permanente, dimensionato da un professionista e documentato nella dichiarazione di conformità. È una installazione da impianto fisso, molto lontana dallo spirito del plug and play.

Sul piano pratico la conseguenza è semplice: si tiene una prolunga di buona sezione vicino all’accumulo, e nel momento del bisogno si portano lì il frigorifero e il router. Chi vuole rendere la cosa comoda può lasciare una ciabatta già collegata alla presa di backup con gli apparecchi che vale la pena tenere accesi.

Quando un UPS vero resta la scelta giusta

Un gruppo di continuità da scrivania costa fra 60 e 150 euro per le taglie da 600-1.500 VA e fa un lavoro che l’accumulo non fa. Interviene sui microbuchi di tensione che durano poche decine di millisecondi e che il contatore non registra nemmeno come interruzione, filtra i transitori, e nei modelli in doppia conversione consegna al carico un’onda rigenerata indipendente da quello che succede fuori.

Per un computer di lavoro, un NAS con dischi in scrittura o un impianto domotico questo margine vale il prezzo. La combinazione più sensata mette i due apparecchi in serie: UPS collegato alla presa di backup dell’accumulo. Nei primi millisecondi lavora l’UPS, poi subentra l’accumulo, e l’autonomia passa dai dieci minuti tipici di un gruppo di continuità alle ore che la batteria può sostenere.

Il verso opposto va evitato: alimentare l’accumulo attraverso un UPS non aggiunge nulla e mette in serie due elettroniche che si contendono la stessa onda.

Quanto spesso serve davvero, in Italia

Vale la pena guardare i dati prima di spendere per la funzione. ARERA classifica le interruzioni in tre categorie: transitorie sotto il secondo, brevi fra un secondo e tre minuti, lunghe oltre i tre minuti. Le lunghe sono le uniche che una presa di backup rende meno fastidiose.

Gli indicatori di continuità del servizio si muovono da anni verso il basso: il numero medio di interruzioni lunghe e brevi per cliente in bassa tensione è sceso da 4,9 a 3,5 all’anno fra il 2008 e il 2015 secondo la documentazione dell’Autorità, e i livelli obiettivo fissati per il 2024 e il 2025 chiedono ai distributori di continuare a ridurre sia la durata cumulata sia il numero. Per gli ambiti a bassa concentrazione l’obiettivo di durata cumulata delle interruzioni lunghe si colloca intorno ai 60 minuti per utente all’anno, e scende nelle aree più dense.

Tradotto: una presa di backup in un appartamento di città viene usata poche volte all’anno, per pochi minuti. Ha senso come funzione che arriva in dote a un accumulo comprato per l’autoconsumo, molto meno come motivo principale della spesa. Il quadro cambia per chi vive in zone rurali con linee aeree lunghe, per chi ha apparecchi medicali in casa, per chi tiene un freezer pieno o per chi lavora da casa con videochiamate su cui non può permettersi di sparire.

Il verdetto

Un accumulo da balcone diventa un gruppo di continuità solo se il produttore ha previsto una presa dedicata fuori rete, e la qualità di quella funzione si misura su due numeri: la potenza erogabile e il tempo di commutazione. Sotto i 10 millisecondi il passaggio è invisibile a router e computer; sopra i 1.200 W la presa copre anche lo spunto di un frigorifero.

Chi sta scegliendo un accumulo per l’autoconsumo fa bene a considerare la presa di backup un tie-break fra modelli simili, dopo aver verificato quanta capacità serve davvero e come l’accumulo si integra con il kit da balcone. Chi invece cerca soltanto di non perdere il lavoro aperto sul computer trova in un UPS da 100 euro una risposta più diretta e molto meno costosa.