Garanzie delle batterie e cosa dovresti sapere

Le batterie al litio sono uno dei componenti più costosi e critici di un impianto solare domestico. Che siate isolati dalla rete o connessi alla rete con un sistema ibrido, comprendere i termini di garanzia della batteria è fondamentale per assicurarsi le prestazioni e la durata previste. Purtroppo, la maggior parte delle garanzie sulle batterie include clausole scritte in piccolo e condizioni d'uso che spesso vengono fraintese o trascurate. Queste possono influire sull'idoneità alla sostituzione in garanzia, anche se la batteria è ancora tecnicamente entro il periodo di garanzia pubblicizzato.

Questo articolo illustra gli aspetti chiave delle garanzie delle batterie al litio che è necessario conoscere, tra cui la capacità a fine vita (EOL) e i limiti minimi di erogazione di energia. Inoltre, spieghiamo l'impatto della ricarica notturna dalla rete elettrica e come è possibile regolare le impostazioni del sistema con l'invecchiamento della batteria.

Il degrado della batteria spiegato

Tutte le batterie agli ioni di litio si degradano nel tempo : si tratta di un processo chimico intrinseco che si verifica ad ogni ciclo di carica e scarica. Anche con un utilizzo attento e in condizioni ideali, la capacità della batteria di immagazzinare e fornire energia diminuisce gradualmente. I tassi di degradazione tipici variano a seconda della composizione chimica della batteria, della temperatura, delle modalità di utilizzo e dei sistemi di gestione. Tuttavia, la maggior parte delle batterie al litio di alta qualità (in particolare i sistemi basati su LFP) si degradano in media a un ritmo di:

Una perdita di capacità del 2-3% all'anno , in un sistema ben progettato e utilizzato con moderazione.

Alcune batterie possono subire un degrado dell'1,5% all'anno o inferiore in caso di utilizzo leggero o cicli di carica/scarica poco frequenti.

Questa naturale perdita di capacità è inclusa nella garanzia , motivo per cui i produttori specificano la capacità minima al termine del periodo di garanzia, nota come End-of-Life (EOF). Tuttavia, anche se la batteria ha raggiunto la capacità di fine vita indicata nella garanzia, ciò non significa che non possa più essere utilizzata. Finché la batteria è funzionante e opera senza errori, tecnicamente può essere utilizzata per molti altri anni.

Principali parametri di garanzia

Quando si valutano o si confrontano le batterie al litio per un sistema di accumulo solare, è fondamentale andare oltre le brochure di marketing e consultare il documento di garanzia effettivo . Sebbene molti produttori pubblicizzino "garanzie di 10 anni", le reali limitazioni e la copertura sono definite da due parametri chiave:

Capacità di fine vita (EOL) – la capacità minima utilizzabile garantita dopo un certo numero di anni o cicli

Portata energetica – la quantità massima di energia (in MWh) che la batteria può erogare prima della scadenza della garanzia, indipendentemente dal tempo

Questi due valori sono alla base della maggior parte delle garanzie delle batterie al litio e spesso si applicano secondo il principio " a seconda di quale dei due si verifica per primo ". Ovvero, la batteria è garantita per 10 anni o 30 MWh, a seconda di quale limite venga raggiunto per primo.

Capacità della batteria a fine vita

Uno degli aspetti più importanti e spesso fraintesi di qualsiasi garanzia sulle batterie al litio è la garanzia di capacità a fine vita (EOL) . Questa definisce la quantità minima di energia utilizzabile che la batteria dovrebbe fornire al termine del periodo di garanzia (in genere 10 anni). Quasi tutte le garanzie sulle batterie indicano questo valore come percentuale della capacità originale (nominale), di solito tra il 60% e l'80% , a seconda del produttore.

Per esempio:

Una batteria da 10 kWh con una garanzia EOL del 70% significa che la batteria dovrebbe ancora fornire almeno 7 kWh di energia utilizzabile dopo 10 anni di utilizzo, a condizione che non siano stati superati i limiti di ciclo o di utilizzo previsti dalla garanzia.

Quando si dimensiona un sistema di accumulo solare, è importante ricordare che:

La tua batteria da 10 kWh non ti fornirà sempre 10 kWh per tutta la sua durata.

Dopo 8-10 anni, potresti ottenere solo 6-8 kWh di energia utilizzabile per ciclo.

Se hai bisogno di una certa quantità di energia di riserva (ad esempio, per l'utilizzo fuori rete), dovresti sovradimensionare il tuo banco batterie fin dall'inizio per compensare il futuro calo di capacità.

🔍 Importante: se la capacità della batteria scende al di sotto della capacità EOL dichiarata prima della scadenza del periodo di garanzia (e non sono stati superati i limiti di erogazione di energia o di cicli di carica/scarica), questo dovrebbe essere considerato un reclamo in garanzia .

2. Portata minima della batteria

Il throughput si riferisce alla quantità totale di energia (in kilowattora o megawattora) che la batteria può erogare prima della scadenza della garanzia, indipendentemente dal tempo . Se si utilizza la batteria intensamente e la si carica sia durante la notte che durante il giorno (doppio ciclo di carica), il limite di throughput potrebbe essere raggiunto prima dei 10 anni. Il throughput è spesso il vero fattore limitante nell'utilizzo reale. Come spiegato di seguito, è possibile calcolare il periodo di garanzia in base al throughput energetico totale quando si valutano le garanzie.

Come calcolare la velocità di trasmissione minima

La resa minima rappresenta l' energia totale che la batteria è garantita a fornire durante la sua vita utile. È un indicatore più preciso dell'usura della batteria rispetto al solo tempo, soprattutto nei sistemi con un utilizzo elevato.

Battery Capacity (kWh) × Cycle Count × Depth of Discharge (DOD%) = Throughput (kWh)

Per esempio:

batteria da 10 kWh

1 ciclo completo al giorno (all'80% di DOD) = 8 kWh

365 giorni × 10 anni = 3650 cicli totali

8 kWh x 3650 = 29,2 MWh di flusso energetico totale

Tuttavia, se la garanzia copre solo  30 MWh , supereresti questo limite se scaricassi la batteria oltre l'80% della profondità di scarica (DOD), indipendentemente dal fatto che siano trascorsi o meno i 10 anni previsti dalla garanzia.

✅ Consiglio: alcuni inverter e monitor per batterie (come gli inverter Victron SmartShunt e Selectronic) tengono traccia del flusso di energia cumulativo, semplificando il confronto tra l'utilizzo effettivo e il limite di garanzia.

Problemi con la ricarica della batteria durante la notte o nelle ore non di punta

Molti inverter ibridi ora consentono la ricarica programmata della batteria dalla rete elettrica durante le fasce orarie non di punta, il che è particolarmente utile in inverno o in caso di maltempo, quando la produzione di energia solare è limitata.

Ecco come funziona:

Durante il giorno, la batteria si carica grazie all'energia solare e si scarica la sera.

Di notte (spesso dopo mezzanotte), si ricarica utilizzando l'energia della rete elettrica nelle ore non di punta.

La batteria si scarica poi nuovamente nelle prime ore del mattino, raddoppiando di fatto la capacità produttiva giornaliera.

Questa strategia può essere vantaggiosa dal punto di vista finanziario , soprattutto nelle aree con tariffe a fasce orarie , ma può aumentare drasticamente il consumo energetico cumulativo della batteria. Se applicata durante tutto l'anno, può raddoppiare il consumo energetico totale , portando al raggiungimento del limite di garanzia con anni di anticipo rispetto al previsto. La gestione dell'utilizzo della batteria deve essere effettuata tenendo conto delle condizioni di garanzia.

Requisiti di posizionamento della batteria

Uno dei fattori più trascurati per la durata delle batterie e la validità della garanzia è il luogo di installazione . Sebbene molte batterie al litio siano commercializzate come "adatte all'uso esterno" o "con grado di protezione IP", ciò si riferisce solitamente alla loro resistenza a pioggia, polvere e schizzi occasionali, non alla loro capacità di resistere alla luce solare diretta o a temperature ambiente elevate per periodi prolungati.

I rischi dell'esposizione diretta al sole e del riscaldamento

Sopra la batteria viene installato uno schermo protettivo per ridurre l'esposizione al sole.

L'esposizione prolungata alla luce solare diretta può rapidamente innalzare la temperatura interna della batteria ben oltre l'intervallo di funzionamento sicuro, anche nelle giornate miti. Ciò accelera il degrado delle celle, aumenta la resistenza interna e può attivare i sistemi di protezione. Ancora più importante, molti produttori specificano chiaramente nelle condizioni di garanzia che l'esposizione diretta al sole o l'installazione in un'area soggetta a temperature estreme possono invalidare completamente la garanzia. Persino una protezione solare, come quella mostrata in foto, non garantisce necessariamente la copertura della garanzia per la batteria.

Ad esempio, una batteria con un intervallo di temperatura di funzionamento da 0 °C a 45 °C può facilmente superare i 45 °C all'interno del suo involucro se lasciata al sole, anche se la temperatura esterna dell'aria è di soli 30 °C. Lo stress termico è uno dei modi più rapidi per ridurre la durata utile di una batteria al litio.

Quando si sceglie la posizione per la batteria, è bene tenere in considerazione le seguenti buone pratiche:

Evitate l'esposizione diretta al sole : installatelo in un'area ombreggiata e ben ventilata, oppure all'interno di un garage o di un capannone, se possibile.

Monitora la temperatura : utilizza l'app di monitoraggio integrata nella batteria o un sensore esterno per assicurarti che le temperature rimangano entro l'intervallo specificato dal produttore.

Fai attenzione al calore riflesso : se la batteria è montata in un capanno su una parete metallica esposta alla luce solare diretta, questa può surriscaldarsi e irradiare calore direttamente sulla batteria stessa. Questo problema è particolarmente rilevante nei capanni con pareti rivolte a ovest, esposte al caldo sole pomeridiano.

Esempio di estratto di garanzia

“La presente garanzia non si applica ai Prodotti esposti alla luce solare diretta, installati in aree in cui la temperatura ambiente supera regolarmente l'intervallo operativo specificato o sottoposti a condizioni che comportano una temperatura della batteria superiore a 50 °C. I danni causati dal surriscaldamento, indipendentemente dalla causa, non sono coperti dalla presente garanzia.”

🌡️ Intervallo di temperatura di funzionamento

Tutte le garanzie delle batterie al litio specificano un intervallo di temperatura consentito .

Intervallo tipico: da 0 °C a 45 °C (carica) e da -10 °C a 55 °C (scarica)

Il superamento di questi limiti, anche solo per breve tempo, può invalidare la garanzia, soprattutto per le batterie destinate all'uso interno e installate in garage o capannoni non isolati.

Problemi di garanzia legati alle temperature sotto zero

La maggior parte delle garanzie sulle batterie al litio include rigidi limiti di temperatura di esercizio, e le temperature sotto zero rappresentano uno dei rischi maggiori, soprattutto per garage, capannoni o strutture esterne non riscaldate. Le celle al litio ferro fosfato (LFP) sono sensibili alla carica a temperature inferiori a 0 °C. A basse temperature, durante la carica può verificarsi una deposizione di litio all'interno delle celle, che danneggia permanentemente la capacità e aumenta il rischio di guasto.

Molti produttori specificano una temperatura minima di carica di 0 °C e una temperatura minima di scarica di –10 °C o –20 °C. Sebbene molti moderni sistemi di gestione delle batterie al litio (BMS) limitino o impediscano la carica a temperature sotto zero, se la batteria viene caricata a temperature congelate, anche una sola volta, il produttore potrebbe invalidare la garanzia. Per le installazioni in climi freddi, la batteria deve essere collocata in un contenitore termicamente isolato e a temperatura controllata oppure all'interno di un edificio dove la temperatura rimanga al di sopra dello zero tutto l'anno.

Esempio di estratto di garanzia:

"La batteria non deve essere caricata a temperature ambiente inferiori a 0 °C o superiori a 50 °C. La carica al di fuori di questo intervallo invaliderà la garanzia del prodotto. È responsabilità dell'installatore assicurarsi che la batteria sia collocata in un ambiente che mantenga questo intervallo di temperatura durante il funzionamento."

❄️ Suggerimento: alcune batterie consentono una ricarica limitata al di sotto di 0°C utilizzando le funzioni di preriscaldamento, ma queste devono essere abilitate nell'inverter/BMS. Se vivi in ​​una zona a clima freddo, assicurati che il tuo sistema sia configurato correttamente per l'inverno.

Condizioni di garanzia - Le clausole in piccolo

Oltre ai parametri chiave, come 10 anni, 6000 cicli o il 70% della capacità a fine vita, ogni garanzia per batterie al litio contiene un elenco di condizioni operative ed esclusioni che possono invalidare un reclamo se non rispettate. Questi dettagli sono spesso nascosti nel documento di garanzia completo o nel manuale di installazione e non sono menzionati nella brochure di vendita o nella scheda tecnica.

Queste condizioni in genere riguardano aspetti come i limiti di temperatura, le velocità di carica/scarica, la manutenzione richiesta, le apparecchiature compatibili e la registrazione dei dati . In alcuni casi, il mancato rispetto di una singola condizione, anche involontariamente, potrebbe consentire al produttore di negare la sostituzione in garanzia , anche se la batteria si è deteriorata o guastata. Tuttavia, le leggi a tutela dei consumatori in alcuni paesi potrebbero consentire di richiedere la garanzia anche se una condizione non è stata rispettata perché irrealistica nell'uso reale.

📄 Esempio di estratto di garanzia:

Ecco un tipico estratto di un documento di garanzia per batterie al litio:

Definizione di ciclo: Un ciclo è definito come una carica completa all'80-90% e una scarica all'80-90%. I cicli parziali vengono sommati per determinare i cicli completi equivalenti.

" Condizioni: La presente garanzia è valida solo se la batteria viene utilizzata entro l'intervallo di temperatura specificato, caricata al 100% di SOC almeno una volta ogni 10 giorni e utilizzata con un inverter o BMS compatibile. Il sistema deve avere la registrazione dei dati abilitata e le richieste di garanzia devono includere i registri che mostrano i dati relativi a tensione, SOC e temperatura."

Requisiti di carica completa

Molte garanzie prevedono che la batteria debba essere caricata al 100% di SOC (Stato di Carica) almeno una volta ogni 7-14 giorni per consentire il bilanciamento delle celle . Il bilanciamento delle celle contribuisce a mantenere la salute della batteria a lungo termine e l'accuratezza della lettura dello stato di carica. Inoltre, le impostazioni della tensione di carica (assorbimento) della batteria possono essere fondamentali per garantire il corretto bilanciamento delle celle.

Requisiti e limitazioni per la registrazione dei dati

Molti produttori richiedono dati sulle prestazioni per le richieste di garanzia, soprattutto per i sistemi autogestiti. Se il monitor della batteria o il BMS non registrano lo stato di carica (SOC), la tensione, la velocità di trasmissione e i codici di errore, la richiesta di garanzia potrebbe essere respinta per mancanza di prove. Detto questo, alcuni sistemi non possono memorizzare una cronologia completa e dettagliata dei parametri operativi della batteria semplicemente a causa della memoria interna limitata o delle limitazioni dei dati online. In questo caso, il produttore non ha tecnicamente il diritto di rifiutare la garanzia sulla base di dati insufficienti.

Regolazione delle impostazioni di sistema per compensare la perdita di capacità

• La nostra tecnologia H2W agli ioni di sodio è progettata per prestazioni di durata ultra-lunga >10.000 cicli (100% DoD)
• Vantaggi significativi in ​​termini di costo totale di proprietà rispetto a molte soluzioni LFP e NMC.
• La chimica consente implementazioni su larga scala senza le stesse limitazioni di materie prime delle tradizionali tecnologie agli ioni di litio.
• Particolarmente interessante per applicazioni in cui la stabilità a lungo termine e le prestazioni prevedibili sono fondamentali.

Batterie autogestite (es. PowerPlus, GenZ, Rixiu)

Questi sistemi si affidano all'inverter o ai caricabatterie per gestire il funzionamento e monitorare lo stato di carica e la capacità della batteria. Non segnalano lo stato di salute (SOH) interno della batteria, quindi l'utente o l'installatore del sistema deve effettuare regolazioni manuali ogni pochi anni per compensare la diminuzione di capacità.

Aggiornamento delle impostazioni di capacità : ridurre il valore Ah o kWh nell'inverter in modo che rifletta la capacità utilizzabile attuale.

Regola i limiti di interruzione SOC : aumenta il SOC minimo per evitare la scarica eccessiva al diminuire della capacità utilizzabile.

Monitoraggio del consumo energetico : utilizzare i dati di registro di Victron SmartShunt ("Ah assorbiti cumulativi", "Energia in kWh") o Selectronic per monitorare il consumo energetico totale.

Se la capacità si è ridotta in modo significativo (ad esempio, da 10 kWh a 7 kWh), il sistema non funzionerà al meglio e potrebbe persino spegnersi a meno che i parametri dell'inverter non vengano aggiornati di conseguenza.

Batterie gestite (ad es. Pylontech, BYD, EG4)

Queste batterie utilizzano sistemi di gestione della batteria (BMS) più avanzati che comunicano con l'inverter e controllano i parametri di carica e scarica, tenendo conto del calo di capacità.

Il sistema si regola automaticamente in base allo stato di salute interno (SOH).

È comunque importante monitorare i dati sulle prestazioni e mantenere aggiornati i firmware.

Nota: alcuni sistemi come EG4, AERL e alcuni modelli LFP cinesi (ad esempio, Rixiu) offrono sempre più funzionalità che a volte confondono il confine tra sistemi autogestiti e sistemi completamente gestiti. Assicurati che il tuo inverter sia configurato per tenere conto dello stato di salute della batteria (SOH) e che le impostazioni di interruzione per bassa tensione della batteria siano corrette.

Riepilogo – Cosa devi sapere

Comprendere le garanzie delle batterie al litio è fondamentale per chiunque investa in un sistema solare o off-grid. Sebbene molti produttori di batterie pubblicizzino una garanzia di 10 anni, questa copertura è quasi sempre condizionata e in genere termina al superamento di una determinata soglia di energia erogata o di un certo numero di cicli di carica/scarica, a seconda di quale dei due si verifichi per primo. Per i proprietari di casa con un elevato consumo energetico giornaliero, o per coloro che attivano la ricarica notturna/nelle ore non di punta durante l'inverno, è possibile superare la soglia di energia garantita prima della scadenza dei 10 anni. Ciò evidenzia l'importanza di conoscere sia il funzionamento del proprio sistema sia la struttura delle condizioni di garanzia.

Oltre ai parametri prestazionali, la maggior parte delle garanzie include specifici requisiti operativi che gli utenti devono rispettare per mantenere la copertura. Questi requisiti spesso prevedono il mantenimento del funzionamento entro un intervallo di temperatura prescritto, la ricarica completa della batteria al 100% su base settimanale (per consentire il bilanciamento interno delle celle) e l'utilizzo esclusivo di sistemi inverter compatibili o approvati. Tali condizioni sono talvolta nascoste tra le clausole scritte in piccolo e facilmente trascurabili, ma possono costituire motivo di rifiuto della richiesta di garanzia.

In sintesi, la garanzia di una batteria al litio non si limita a un periodo di tempo fisso, ma è una promessa basata sulle prestazioni, che dipende da come la batteria viene utilizzata, mantenuta e monitorata. Essere a conoscenza di parametri chiave come la potenza totale erogata e le condizioni operative è fondamentale per garantire la conformità e ottenere il massimo ritorno sull'investimento. Sia per gli installatori che per i proprietari di casa, leggere e comprendere appieno il documento di garanzia è il modo migliore per evitare sorprese in futuro.