Impianto fotovoltaico con batteria agli ioni di sodio: come si progetta davvero

A sistema fotovoltaico com bateria de iões de sódio non è un impianto tradizionale a cui si aggiunge un accumulo diverso. È un sistema che cambia alcune regole di progettazione: il bus di tensione, il rapporto tra potenza e capacità, i vincoli di installazione e — soprattutto — il comportamento nelle giornate fredde, quando l’autoconsumo vale di più.

In questa guida tecnica vediamo come si dimensiona un sistema completo attorno alla batteria HEIWIT-NA-48V210Ah e agli inverter ibridi VIRGO (monofase) e LYBRA (trifase), usando esclusivamente i dati di targa dei prodotti.

1. L’architettura: bus a 48 V e inverter ibrido

Il cuore del sistema è un accumulo a bassa tensione: la batteria HEIWIT lavora a 48 V nominali, com 210 Ah di capacità e un modulo da 10 kWh. Rispetto alle architetture ad alta tensione, il bus a 48 V semplifica cablaggio, protezioni e manutenzione, e mantiene l’impianto in un campo di tensione DC più gestibile in ambito residenziale.

La scalabilità è modulare: fino a 3 unidades em paralelo, per un massimo di 30 kWh di accumulo. Questo definisce già il perimetro di progetto — residenziale e piccolo commerciale — e va tenuto presente in fase di preventivo, perché è il limite architetturale del sistema.

Quale inverter: monofase o trifase

La scelta segue la fornitura: VIRGO per utenze monofase fino a 6 kW, LYBRA per utenze trifase, impianti FV più estesi (fino a 18 kW) o dove servono due ingressi batteria com 125 A × 2 di corrente di carica/scarica.

2. Il vincolo che decide tutto: C-rate 0,5

È il dato tecnico più importante da capire prima di firmare un preventivo. La batteria HEIWIT ha un C-rate di 0,5 in carica e scarica: significa che un modulo da 10 kWh eroga o assorbe fino a 5.000 W continui (100 A), con picco a 6 kW.

La conseguenza pratica per il progettista è diretta:

• 1 modulo (10 kWh) → 5 kW continui: adeguato a un VIRGO 3K-S o 4K6-S.
• 2 moduli (20 kWh) → 10 kW continui: sfrutta pienamente un VIRGO 6K-S o un LYBRA 10K-T.
• 3 moduli (30 kWh) → 15 kW continui: la configurazione che libera tutta la potenza di un LYBRA 12K-T.

Accoppiare un LYBRA 12K-T a un singolo modulo da 10 kWh è tecnicamente possibile, ma in scarica la batteria si ferma a 5 kW: i restanti 7 kW arriverebbero da fotovoltaico o rete. È l’errore di dimensionamento più frequente, e si evita ragionando prima sui kW e poi sui kWh.

3. Dimensionare il campo fotovoltaico

Con 2 MPPT su VIRGO e 3 MPPT su LYBRA (1 stringa per MPPT), la progettazione delle stringhe segue tre vincoli da rispettare simultaneamente:

• Tensione a vuoto (Voc) alla minima temperatura sotto il limite di 600 V (VIRGO) o 800 V (LYBRA).
• Tensione MPP dentro il range utile: 100–550 V su VIRGO, 130–800 V su LYBRA.
• Corrente di stringa entro 16 A per MPPT su VIRGO (cortocircuito 20 A) e 20 A per MPPT su LYBRA (cortocircuito 24 A).

Il sovradimensionamento DC/AC è ampiamente supportato: un VIRGO 3K-S accetta 8 kW di fotovoltaico su 3 kW AC, un rapporto molto generoso. In presenza di accumulo questo è un vantaggio reale, perché l’energia in eccesso nelle ore centrali non viene sprecata ma immagazzinata — a patto che la potenza di carica (5 kW per modulo) sia sufficiente ad assorbirla.

4. Il range termico: -25 °C / +60 °C

È qui che la chimica al sodio si distingue nettamente nell’uso reale. La batteria HEIWIT dichiara una temperatura ambiente operativa da -25 °C a +60 °C e uno stoccaggio da -40 °C a +70 °C, con umidità relativa 0–100%.

Il punto non è la specifica in sé, ma cosa comporta in progettazione: garage non riscaldati, cantine, locali tecnici esterni e installazioni in zona climatica E o F diventano scenari ordinari, senza dover prevedere riscaldamento del locale né accettare limitazioni di carica nelle mattine invernali — proprio le ore in cui il fotovoltaico riparte e l’autoconsumo è più prezioso.

Anche gli inverter seguono lo stesso range (-25…+60 °C), con derating oltre 45 °C su LYBRA. Il grado IP66 di VIRGO e IP65 di LYBRA consente il montaggio in ambienti gravosi; la batteria, invece, è IP20 e va installata esclusivamente all’interno.

5. Continuità di alimentazione e backup

Entrambe le famiglie di inverter sono ibride e lavorano on-grid e off-grid. LYBRA dichiara un tempo di commutazione inferiore a 10 ms, un picco di 20 kVA per 10 secondi e um ingresso generatore (fino a 36,4 A, range 185–276 V).

I 10 ms sono il parametro che rende il backup utilizzabile con carichi sensibili; i 20 kVA di picco servono a gestire gli spunti dei motori — pompa di calore, autoclave, compressori — che altrimenti farebbero intervenire la protezione all’avvio. Va però ricordato il vincolo del punto 2: in backup prolungato la potenza erogabile in continuo resta quella della batteria, cioè 5 kW per modulo.

6. Efficienza reale della catena di conversione

I rendimenti dichiarati vanno letti per percorso, non presi singolarmente:

L’energia autoconsumata direttamente paga solo la conversione DC/AC. L’energia che passa dalla batteria paga carica e scarica. Un dimensionamento efficiente massimizza quindi la quota di consumo contemporaneo alla produzione, usando l’accumulo per lo sfasamento serale — non come passaggio obbligato per ogni kWh.

Da non trascurare l’autoconsumo notturno inferiore a 10 W del VIRGO: su base annua significa meno di 90 kWh di consumi parassiti.

7. Cicli, throughput e vita utile

La batteria dichiara oltre 6.500 cicli com DoD consigliato del 90%. Tradotto in energia effettivamente erogabile:

In un impianto residenziale ben dimensionato si contano tipicamente 250–300 cicli equivalenti l’anno. Su 6.500 cicli significa un orizzonte di servizio nell’ordine dei 20 anni e oltre, ben oltre la Garantia de 10 anos che accompagna batteria e inverter.

È il parametro corretto per confrontare le offerte: non il prezzo per kWh installato, ma il costo per kWh effettivamente erogato nell’arco di vita.

8. AI Care: la gestione che decide quando conviene fare cosa

Un impianto con accumulo produce valore solo se decide bene, ogni giorno, tra tre alternative: autoconsumare, accumulare o immettere in rete. AI Care automatizza questa scelta con una previsione della produzione fotovoltaica a 24 ore incrociata con l’analisi dei consumi reali, privilegiando l’immissione nelle ore di PUN più alto.

Sul fronte manutentivo monitora temperatura e tensione delle celle in tempo reale, stima lo SOH e la vita residua e segnala il degrado in anticipo. Ogni decisione del sistema è tracciata e spiegata nel Diario AI, con app iOS e Android, report mensili, calcolo del risparmio economico e della CO₂ evitata.

Per gli installatori il valore aggiunto è a monte e a valle: preventivatore intelligente con lettura automatica della bolletta e layout di stringa sul tetto del cliente, e gestione della flotta di tutti gli impianti installati da un’unica vista.

9. Tre configurazioni tipo

Villetta monofase, riscaldamento a gas

• FV 4,5 kWp — VIRGO 4K6-S — 1 modulo da 10 kWh
• Potenza batteria 5 kW: copre il picco serale di una cucina a induzione e degli elettrodomestici.
• Configurazione a maggiore diffusione, con il miglior rapporto tra investimento e autoconsumo.

Casa full electric monofase con pompa di calore

• FV 8 kWp — VIRGO 6K-S — 2 moduli da 10 kWh (20 kWh)
• Potenza batteria 10 kW: gestisce pompa di calore, induzione e ricarica lenta dell’auto in contemporanea.
• Il secondo modulo serve tanto per l’autonomia serale quanto per assorbire il picco di carica diurno.

Utenza trifase, piccola attività o abitazione con forte contemporaneità

• FV 15 kWp — LYBRA 12K-T — 3 moduli da 10 kWh (30 kWh)
• Potenza batteria 15 kW e backup con commutazione < 10 ms.
• Sfrutta i 3 MPPT su falde con orientamenti diversi e l’ingresso generatore come terza fonte.

10. Installazione: i vincoli fisici da verificare in sopralluogo

Il modulo batteria misura 465 × 268 × 918 mm e pesa meno di 116 kg. Sono i due numeri che vanno verificati prima di qualunque altra cosa:

• Portata del supporto: con tre moduli si superano i 340 kg su una superficie ridotta. Va verificata la struttura, non solo lo spazio.
• Percorso di accesso: 116 kg per modulo richiedono movimentazione adeguata e un passaggio praticabile fino al punto di posa.
• Ambiente interno: IP20 significa nessuna esposizione diretta ad acqua o polveri.
• Rumorosità: batteria silenziosa e VIRGO sotto i 25 dB consentono l’installazione anche in prossimità di locali abitati; LYBRA, a < 45 dB(A) con ventilazione intelligente, è più indicato in locale tecnico.

La comunicazione tra batteria e inverter avviene via CAN Bus / RS485, con BMS integrato e pannello LED touch a colori con indicatore di stato di carica. Il controllo remoto è disponibile in Wi-Fi e LAN su VIRGO, Wi-Fi, Bluetooth e RS485 su LYBRA.

11. Normativa e connessione alla rete

Il sistema è certificato per la connessione alla rete italiana secondo CEI 0-21:2022 (con varianti V2:2022 e V3:2024 sulla batteria) e dispone delle certificazioni di sicurezza e compatibilità elettromagnetica IEC 62109-1/-2, IEC 62040-1 e serie EN/IEC 61000-6.

Le protezioni integrate coprono monitoraggio dell’isolamento e della corrente residua, inversione di polarità, anti-islanding, sovracorrente e cortocircuito AC e spegnimento remoto; LYBRA integra inoltre SPD DC di Tipo II e AC di Tipo III e sezionatore DC.

Sono presenti anche le certificazioni per i principali mercati europei — VDE-AR-N 4105, EN 50549-1, G98/G99, C10/11 — elemento rilevante per chi opera su più paesi.

Checklist di progetto

1. Rilevare il profilo di consumo orario reale, non il consumo annuo.
2. Definire i kW di picco necessari e da lì il numero di moduli (5 kW ciascuno).
3. Scegliere l’inverter in base a fornitura e potenza FV, verificando la coerenza con la potenza della batteria.
4. Verificare le stringhe su tensione a vuoto invernale e corrente per MPPT.
5. Controllare in sopralluogo portata, accesso e ambiente interno per la posa.
6. Valutare l’offerta sul costo per kWh erogato in vita utile, non sul prezzo iniziale.

Progettiamo il tuo impianto

Ogni impianto parte da un profilo di consumo diverso. Se vuoi un dimensionamento basato sui tuoi consumi reali, puoi richiedere informazioni o rivolgerti direttamente a un installatore partner Heiwit della tua zona.

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