Accumulo fotovoltaico esterno: cosa regge davvero fuori

Cosa copre la sigla IP65, perché il limite di carica al freddo è più stretto di quello di esercizio e dove va messo un accumulo su un balcone italiano.

Batterie e accumulo Pubblicato il 8 min di lettura

In questa guida
  1. Cosa dice davvero la sigla IP
  2. I due casi che la sigla IP65 lascia fuori
  3. Il freddo: la finestra di carica è più stretta di quella di esercizio
  4. Il caldo: agosto pesa più di gennaio
  5. Cosa dichiarano gli apparecchi in commercio
  6. Condensa, salsedine e raggi UV: i tre logoramenti lenti
  7. Il verdetto
  8. Domande frequenti

Su un balcone di città l’accumulo sta dove capita: appoggiato al pavimento in un angolo, spesso nell’unico punto rimasto libero dopo i moduli. Poi arriva il primo temporale, e la domanda diventa se quella scatola da qualche centinaio di euro sia davvero fatta per stare là fuori. La risposta sta in due righe del datasheet, e una delle due viene letta quasi sempre male.

Cosa dice davvero la sigla IP

La sigla nasce dalla IEC 60529 e si legge cifra per cifra. La prima riguarda i corpi solidi e va da 0 a 6; la seconda riguarda l’acqua e va da 0 a 9.

CifraPrima posizione: solidiSeconda posizione: acqua
4corpi solidi oltre 1 mmspruzzi da ogni direzione
5protetto dalla polvere, deposito limitatogetti d’acqua da ugello da 6,3 mm
6totalmente a tenuta di polveregetti potenti da ugello da 12,5 mm
7—immersione temporanea fino a 1 m
8—immersione continua oltre 1 m

IP65 significa quindi involucro a tenuta di polvere e resistenza ai getti d’acqua. Nella pratica di un balcone copre la pioggia battente, la pioggia portata di traverso dal vento e l’acqua che scende dal piano di sopra.

C’è una sottigliezza che sfugge spesso: la scala dell’acqua è cumulativa solo fino al 6. I livelli 7 e 8, cioè l’immersione, sono prove separate, e un apparecchio IP67 non ha necessariamente superato la prova dei getti. Per questo gli apparecchi che devono reggere entrambe le condizioni portano una doppia sigla, per esempio IP66/IP68.

Sul mercato degli accumuli da balcone la sigla è quasi sempre la stessa. Fra gli apparecchi analizzati su questo sito, IP65 compare su Marstek Venus D, Jupiter C+ e B2500-D, EcoFlow STREAM Pro, Ultra e AC 5000, OUKITEL EP2500E, FOSSiBOT FBP1200, STORCUBE S1000 Pro e WattCycle Pioneer Balcony. L’APsystems EZHI dichiara IP67 sul convertitore e IP65 a livello di sistema. Il BigBlue POWAFREE H4 mostra invece il caso da tenere d’occhio: la scheda del produttore indica IP65 mentre l’inserzione commerciale riporta IPX4, e la X in prima posizione significa che la prova sulla polvere non è stata fatta.

I due casi che la sigla IP65 lascia fuori

Da questa lettura discendono due situazioni concrete in cui la sigla non aiuta.

La prima è l’acqua ferma. Un balcone con lo scarico intasato durante un nubifragio accumula un dito d’acqua sul pavimento, e un apparecchio appoggiato direttamente sulle piastrelle si trova la base a bagno per ore. Quella condizione appartiene a IP67, e l’apparecchio non è tenuto a superarla. Bastano quattro tasselli di gomma o una staffa a parete per togliere il problema.

La seconda è il getto ad alta pressione. Chi lava il balcone con l’idropulitrice sta applicando una prova IP66, un gradino sopra. Il tubo va tenuto lontano dall’apparecchio, in particolare dai connettori e dalle feritoie di ventilazione, che sono i punti dove la guarnizione lavora peggio.

Resta un terzo punto che nessuna sigla copre: la neve accumulata. Il carico meccanico su un involucro in plastica non è previsto dal grado IP, e mezzo metro di neve pesa. Nelle zone dove nevica seriamente, una copertura o una posizione riparata risolvono.

Il freddo: la finestra di carica è più stretta di quella di esercizio

Qui sta il dato che decide, ed è il motivo per cui i datasheet vanno letti due volte.

Gli intervalli pubblicizzati, tipicamente da -20 a 55 °C, descrivono l’esercizio dell’apparecchio nel suo insieme. La chimica delle celle impone però una condizione più severa in fase di carica. Sotto 0 °C gli ioni di litio non riescono più a intercalarsi nell’anodo di grafite abbastanza in fretta, e una parte si deposita in forma metallica sulla superficie. Il fenomeno si chiama lithium plating, e ha tre caratteristiche che lo rendono insidioso.

È invisibile, perché l’apparecchio segnala una carica normale. È permanente, perché il litio depositato non torna in circolo con i cicli successivi. Ed è rapido: la letteratura tecnica indica perdite di capacità fra il 15 e il 25 per cento dopo appena cinque cicli di carica sotto zero, oltre a un aumento del rischio di cortocircuiti interni. Abbassare la corrente di carica riduce la gravità del fenomeno senza eliminarlo, perché il fattore che comanda è la temperatura.

Scala orizzontale delle temperature da meno 30 a più 70 gradi centigradi con due barre sovrapposte. La barra superiore mostra la finestra di scarica, ampia da meno 20 a più 55 gradi. La barra inferiore mostra la finestra di carica sicura, più stretta, che parte da zero gradi e arriva a 45 gradi, con una zona tratteggiata fra meno 20 e zero gradi indicata come carica possibile soltanto con riscaldamento delle celle. Sotto le barre sono marcati gli intervalli dichiarati da sei accumuli da balcone: Marstek Venus D e Jupiter C+ da meno 20 a più 60 gradi, EcoFlow STREAM Pro, Ultra e AC 5000 e OUKITEL EP2500E da meno 20 a più 55, FOSSiBOT FBP1200 da meno 20 a più 55 con riscaldamento sotto zero, STORCUBE S1000 Pro da meno 20 a più 45 con riscaldamento attivo, WattCycle Pioneer Balcony da meno 10 a più 55, Marstek B2500-D da meno 10 a più 50. Una fascia arancione a sinistra dello zero segnala il deposito di litio metallico durante la carica.
La riga che conta è la seconda: sotto zero la carica va bloccata oppure preceduta dal riscaldamento delle celle.

La soluzione che i produttori seri adottano è un riscaldamento delle celle alimentato dalla batteria stessa, che porta il pacco in temperatura prima di accettare corrente. Le soglie di attivazione dichiarate variano: sotto i 10 °C sull’EcoFlow STREAM AC 5000, sotto i 5 °C sullo STREAM Pro e sullo STREAM Ultra X, sotto gli 0 °C sul FOSSiBOT FBP1200. Lo STORCUBE S1000 Pro dichiara carica e scarica da -20 a 45 °C proprio grazie al riscaldamento attivo.

Sugli apparecchi che non menzionano la funzione, la domanda giusta al venditore è una sola: che cosa fa il BMS quando la temperatura scende sotto zero e il sole illumina i moduli. La risposta corretta è che blocca la carica finché le celle non risalgono.

Il caldo: agosto pesa più di gennaio

Il freddo ha un limite netto e visibile. Il caldo lavora in silenzio, e su un balcone italiano è il fattore che nel lungo periodo toglie più capacità.

Le celle al litio degradano in funzione della temperatura media a cui vivono, e il conto si somma ciclo dopo ciclo. Un apparecchio dichiarato fino a 55 °C funziona regolarmente a 45, però ogni ora passata a quella temperatura vale, in termini di invecchiamento, molto più di un’ora a 20 °C. Il tema è già trattato in dettaglio nell’articolo su quanto durano le batterie del fotovoltaico, e sul balcone si traduce in una raccomandazione pratica.

Un involucro scuro esposto al sole di mezzogiorno a luglio raggiunge sulla superficie temperature molto superiori a quelle dell’aria. Quasi tutti gli accumuli da balcone si raffreddano per convezione naturale, senza ventole, il che li rende silenziosi e insieme dipendenti dall’aria che circola attorno all’involucro. Un apparecchio schiacciato contro il muro in pieno sole lavora nelle condizioni peggiori possibili.

Tre accorgimenti risolvono la questione senza spendere:

  • Ombra nelle ore centrali, anche solo quella di un modulo montato sopra o di un pannello di canniccio
  • Qualche centimetro d’aria fra involucro e parete, e nessun oggetto appoggiato sopra
  • Lato lungo verso nord quando la geometria del balcone lo consente

Vale la pena notare che la posizione migliore per l’accumulo raramente coincide con la posizione migliore per i moduli. Sono due componenti con esigenze opposte: uno vuole il sole, l’altro l’ombra.

Cosa dichiarano gli apparecchi in commercio

Il quadro degli intervalli termici dichiarati fra gli accumuli analizzati su questo sito.

ApparecchioGrado IPEsercizioRiscaldamento celle
Marstek Venus DIP65da -20 a +60 °Cnon dichiarato
Marstek Jupiter C+IP65da -20 a +60 °Cnon dichiarato
Marstek B2500-DIP65da -10 a +50 °Cnon dichiarato
EcoFlow STREAM ProIP65da -20 a +55 °Csotto i 5 °C
EcoFlow STREAM AC 5000IP65da -20 a +55 °Csotto i 10 °C
FOSSiBOT FBP1200IP65da -20 a +55 °Csotto gli 0 °C
STORCUBE S1000 ProIP65da -20 a +45 °Cattivo
OUKITEL EP2500EIP65da -20 a +55 °Cnon dichiarato
WattCycle Pioneer BalconyIP65da -10 a +55 °Cnon dichiarato
APsystems EZHIIP67 convertitore, IP65 sistemada -20 a +55 °C l’accumulonon dichiarato

Due letture emergono dalla tabella. La prima: chi dichiara -10 °C anziché -20 sta segnalando un margine ridotto, che in pianura padana o in collina appenninica va considerato. La seconda: il riscaldamento delle celle compare solo su una parte del mercato, ed è la voce che separa un apparecchio pensato per l’esterno da uno adattato all’esterno.

Condensa, salsedine e raggi UV: i tre logoramenti lenti

Oltre a pioggia e temperatura restano tre fattori che agiscono su tempi lunghi.

La condensa si forma quando l’aria umida entra in contatto con superfici più fredde, tipicamente all’alba dopo una notte serena. Un involucro IP65 la tiene fuori, e le membrane di compensazione della pressione presenti sugli apparecchi meglio costruiti impediscono che l’aria interna si carichi di umidità durante i cicli termici. Il punto critico resta la connettoristica: i connettori MC4 e le prese vanno rivolti verso il basso, così l’acqua sgocciola invece di ristagnare nel corpo del contatto.

La salsedine aggredisce prima le parti metalliche esposte, cioè viteria, staffe e contatti. Nessun produttore di accumuli da balcone dichiara una classe di corrosione specifica, quindi in zona costiera il compito passa alla manutenzione: viteria inox, un controllo annuale dei fissaggi e un risciacquo con acqua dolce dopo le mareggiate.

I raggi UV ingialliscono e infragiliscono le plastiche nel giro di qualche anno di esposizione diretta. È un problema estetico prima che funzionale, e l’ombra che protegge dal calore protegge anche da questo.

Il verdetto

Un accumulo da balcone è progettato per stare fuori, e la sigla IP65 che compare su quasi tutto il mercato copre le condizioni reali di un balcone italiano. La domanda giusta da porsi prima dell’acquisto riguarda l’altra riga del datasheet: cosa succede alla carica quando le celle scendono sotto zero. Un apparecchio con riscaldamento delle celle lavora tutto l’inverno; uno senza deve limitarsi a bloccare la carica, e per farlo il produttore deve averlo previsto.

Il resto lo decide chi installa. Rialzare l’apparecchio dal pavimento, tenerlo all’ombra nelle ore centrali, lasciare aria dietro l’involucro e rivolgere i connettori verso il basso costa nulla e sposta la durata di anni. Chi sta ancora scegliendo la taglia trova il ragionamento completo nell’articolo su quanta capacità serve davvero, mentre chi vuole capire dove collocare l’apparecchio in sicurezza può leggere l’analisi sul rischio di incendio delle batterie di accumulo.

Domande frequenti

Un accumulo fotovoltaico può stare all'aperto tutto l'anno?

Sì, se il produttore dichiara un grado di protezione adeguato e un intervallo termico che copre il clima del posto. Gli accumuli da balcone in commercio dichiarano quasi tutti IP65 e un esercizio fra -20 e 55 °C. La condizione che resta a carico di chi installa riguarda la posizione: riparata dal sole diretto, rialzata da terra e lontana dai punti dove ristagna l'acqua.

Cosa significa IP65 su un accumulo?

La sigla viene dalla IEC 60529. Il primo numero indica la tenuta ai corpi solidi su una scala da 0 a 6, e il 6 significa completamente a tenuta di polvere. Il secondo indica la tenuta all'acqua su una scala da 0 a 9, e il 5 corrisponde ai getti d'acqua da un ugello da 6,3 mm in tutte le direzioni. Copre quindi pioggia battente e schizzi, mentre resta fuori l'immersione.

Posso lasciare l'accumulo sul balcone d'inverno?

L'apparecchio resiste, ma sotto zero la carica va gestita. Caricare celle al litio ferro fosfato sotto 0 °C provoca deposito di litio metallico sull'anodo, un danno permanente: dopo cinque cicli in queste condizioni la letteratura tecnica indica perdite di capacità dal 15 al 25 per cento. Gli apparecchi seri risolvono con un riscaldamento delle celle che si attiva prima della carica.

Il caldo estivo danneggia un accumulo da balcone?

Non nel senso di un guasto improvviso, ma accelera l'invecchiamento. Le celle al litio degradano più in fretta a temperature alte, e un apparecchio nero al sole di agosto su un balcone esposto a sud raggiunge sull'involucro valori ben superiori alla temperatura dell'aria. Il rimedio costa zero: ombra nelle ore centrali e qualche centimetro d'aria dietro l'apparecchio.

IP65 basta per un balcone esposto alla pioggia?

Sì per la pioggia, anche battente e spinta dal vento. Restano fuori due situazioni: l'acqua che ristagna e sale lungo la base dell'apparecchio, perché l'immersione richiede IP67, e il getto di un'idropulitrice, che corrisponde a IP66. Nella pratica basta rialzare l'apparecchio di qualche centimetro dal pavimento e non puntarci addosso il tubo dell'acqua.

Serve una tettoia sopra l'accumulo?

Un apparecchio IP65 non ne ha bisogno per la tenuta all'acqua. Una copertura leggera aiuta però su altri fronti: riduce l'irraggiamento diretto in estate, limita l'accumulo di neve in inverno e rallenta l'ingiallimento delle plastiche esposte ai raggi UV. Va lasciata aperta ai lati, perché quasi tutti gli accumuli da balcone si raffreddano per convezione naturale.

Un accumulo al mare dura meno?

La salsedine attacca viti, staffe e contatti prima dell'elettronica, che resta protetta dall'involucro. In zona costiera conviene privilegiare la viteria inox, controllare i punti di fissaggio una volta all'anno e sciacquare l'involucro con acqua dolce dopo le mareggiate. Nessun produttore di accumuli da balcone dichiara una classe di corrosione specifica, quindi la manutenzione compensa il dato mancante.

Quanto perde di autonomia un accumulo al freddo?

Una cella fredda ha resistenza interna più alta, quindi restituisce meno energia utile e la restituisce con più fatica. Sotto i 5 °C è normale osservare una capacità disponibile ridotta di un 10-20 per cento rispetto al dato di targa, con recupero completo appena la temperatura risale. È una perdita reversibile, diversa dal danno permanente della carica sotto zero.

Meglio l'accumulo dentro casa o sul balcone?

Dentro casa le condizioni sono migliori per le celle, e su un accumulo con presa Schuko è una scelta praticabile. Contro giocano l'ingombro, il rumore delle eventuali ventole e le considerazioni di sicurezza legate al ripostiglio chiuso. Sul balcone l'apparecchio sta in un ambiente ventilato, che in caso di guasto termico è la condizione preferibile.

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