Scelta tra sistema Monofase e Trifase per un impianto fotovoltaico: guida tecnica e professionale

Nell’era della transizione energetica e della crescente diffusione degli impianti fotovoltaici, la scelta tra un sistema monofase e uno trifase assume un’importanza strategica. In questo articolo vogliamo approfondire i fattori determinanti nella scelta del tipo di fornitura più adatto, esaminando l’interazione tra impianto fotovoltaico e sistema di accumulo, e valutando le implicazioni economiche e tecniche di una eventuale conversione da monofase a trifase.

Monofase vs Trifase: un’introduzione
Tutta la corrente elettrica distribuita dalla cabina di trasformazione da media tensione a bassa tensione (MT/BT) alle abitazioni parte come fornitura trifase con 4 fili. Questa fornitura trifase, composta da tre fili per le tre fasi più un filo per il neutro, viene poi consegnata in monofase nell’ultimo tratto di distribuzione, dove un singolo cavo composto da una coppia di fili (una fase e il neutro) porta la corrente al contatore monofase della casa. 

• Un sistema monofase utilizza due cavi elettrici, una fase e un neutro. Questo tipo di sistema è comune nelle abitazioni residenziali standard dove i carichi elettrici non sono eccessivamente elevati. Un contatore monofase è spesso sufficiente per gestire elettrodomestici di uso comune come frigoriferi, lavatrici e luci.
• Un sistema trifase, al contrario, utilizza quattro cavi elettrici, tre fasi e un neutro per trasmettere energia elettrica. Questo tipo di sistema, che diventa obbligatorio per avere più di 6 kW (CEI 0-21, par.7.2) di potenza disponibile, è più efficiente per gestire carichi elevati e distribuisce meglio la potenza, riducendo le perdite energetiche. È usato da tempo per impianti industriali, ma ormai si sta diffondendo per impianti residenziali che richiedono un alto consumo elettrico, come quelli dotati di pompe di calore o stazioni di ricarica per veicoli elettrici. 

Impianto fotovoltaico e scelta del tipo di fornitura
L’installazione di un impianto fotovoltaico introduce numerose considerazioni nella scelta tra un sistema monofase o trifase. Vediamo insieme i principali elementi da tenere sempre a mente:

• Autonomia energetica e sistemi di accumulo: anche con un impianto fotovoltaico è generalmente necessario essere connessi alla rete elettrica per ricevere energia quando la produzione solare non è sufficiente. L’aggiunta di un sistema di accumulo può aumentare l’autonomia, ma non elimina la necessità di una connessione elettrica. I sistemi di accumulo attuali permettono di immagazzinare energia che può poi alimentare un’abitazione per alcune ore, fino a pochi giorni al massimo, il che significa che nei periodi di bassa produzione solare (quando piove per più giorni o durante le ore notturne) o in caso di guasto temporaneo dell’impianto fotovoltaico, è comunque necessario prelevare energia dalla rete.
• Immissione di energia in rete: un aspetto cruciale della gestione degli impianti fotovoltaici è l’immissione di energia nella rete. Gli impianti fotovoltaici producono energia in base alla luce solare, con un picco di produzione nelle ore centrali della giornata. Durante i periodi dell’anno più soleggiati, è molto probabile che la produzione di energia superi significativamente il fabbisogno energetico dell’abitazione. Questo surplus di energia, invece di essere sprecato, viene immesso nella rete. In tali situazioni, l’energia fluisce dall’utenza verso la rete. Tuttavia, se numerosi impianti immettono contemporaneamente grandi quantità di energia, la rete, spesso sottodimensionata (soprattutto pensa per per funzionare da “monte a valle” cioe’ dalla centrale elettrica ai consumatori), può non essere in grado di gestire questo picco di potenza elettrica. Ciò può causare il fenomeno noto come “sovratensione“, cioè un aumento della tensione prodotta dal valore normale di 230V fino a superare la soglia di 254V che obbliga gli inverter a spegnersi. Quando la tensione di rete supera un determinato limite fissato a 254V dalla norma CEI 0-21), l’impianto fotovoltaico deve, per legge, auto-spegnersi e tentare di riaccendersi dopo un periodo di tempo definito. Questi continui spegnimenti e riavvii riducono la quantità di energia complessivamente prodotta dall’impianto fotovoltaico, diminuendo i benefici economici e, nei casi più gravi, danneggiando i dispositivi dell’impianto, progettati per sopportare solo un numero limitato di riavvii. L’adozione di un sistema trifase, che distribuisce l’energia su tre cavi elettrici anziché uno solo, può mitigare significativanere  il rischio di sovratensioni perché aumenta la capacità di immettere energia nella rete. Questo è particolarmente importante nelle aree con alta densità di impianti fotovoltaici, dove la concorrenza per l’immissione di energia può essere elevata.

Efficienza e Rendimento
Possiamo quindi affermare che, alla luce di quanto illustrato, la scelta tra monofase e trifase può impattare anche sull’efficienza complessiva dell’impianto fotovoltaico. Un sistema trifase può gestire meglio i carichi elevati, soprattutto se importanti (pensiamo ad una ricarica di un’auto elettrica o al funzionamento di una pompa di calore in pieno inverno), migliorando il rendimento complessivo del sistema. Inoltre, un impianto trifase consente di immettere in rete l’energia in eccesso con maggior “fluidità”, riducendo drasticamente il rischio di interruzioni di funzionamento dell’impianto, indesiderate e potenzialmente a lungo termine dannose, e massimizzando, di conseguenza, il guadagno dall’immissione di energia nella rete.

Regole generali per la fornitura

• Per potenze superiori a 6 kW è necessario dotarsi di una fornitura trifase.
• Per potenze inferiori o uguali a 6 kW si può avere un sistema monofase o trifase.

Cosa devo fare per passare da un sistema monofase a un trifase?
La scelta di installare un impianto trifase rispetto ad uno monofase, parliamo ovviamente di una modifica ad un impianto già esistente, richiede normalmente alcune operazioni che impattano sia sui costi finali di impianto, sia sui costi annuali di fornitura. 
L’aumento dei costi è spesso modesto, soprattutto a fronte dei benefici che ciò comporta.
Vediamoli insieme:

• è necessario richiedere una fornitura trifase, in sostituzione della monofase comunemente installata. Il costo per passare da monofase a trifase in realtà non esiste (meglio informarsi con il proprio fornitore di energia). Quello che si paga “una tantum” è il contestuale aumento di potenza, se necessario, tipicamente una quota fissa una tantum per l’operazione, dell’ordine di 77  euro circa per ogni kW di potenza disponibile richiesto in più a quella attualmente disponibile. Se, a seguito della richiesta, sono previsti lavori da parte del distributore, questo vi informerà tramite un preventivo sia del costo che dei tempi di realizzazione. Ogni anno è previsto un costo fisso di circa 20 euro per ogni kW di potenza disponibile in prelievo. Questo vale sia per monofase che per trifase.
• Serve predisporre, dal contatore al quadro elettrico di alimentazione dell’abitazione, un cavo di alimentazione trifase e anteporre al quadro elettrico esistente un ulteriore quadro, con i componenti elettrici necessari per ricevere la fornitura trifase, distribuirla ai carichi trifase (inverter fotovoltaico, pompa di calore, wallbox di ricarica,…) e destinare in estrema sintesi una delle tre fasi al quadro esistente, monofase. Qui, a fare la differenza in termini di costi, è la possibilità di poter sostituire il cavo monofase esistente con il nuovo trifase, utilizzando la conduttura esistente se di diametro sufficiente e libera da intasamenti, o essere costretti a realizzare una nuova traccia.

Una volta effettuate queste valutazioni, è possibile preventivare la soluzione migliore, tenendo conto dei costi ma anche dei benefici di cui abbiamo parlato.  

Perché è importante effettuare sin da subito la scelta corretta tra monofase e trifase?
Supponiamo di aver realizzato un impianto fotovoltaico in monofase, con magari una pompa di calore in monofase, adatto alle nostre esigenze e perfettamente funzionante:

• siamo soddisfatti
• abbiamo risparmiato
• godiamo della nostra indipendenza energetica.

Si, ma le nostre esigenze saranno sempre le stesse? E il numero degli impianti fotovoltaici intorno a noi sempre gli stessi?
Ricordiamo la regola dei 6KW! Se vi accorgete che avete bisogno di una potenza disponibile superiore a questo valore, perché comprate un’auto ad alimentazione elettrica, o decidete di installare un sistema di raffrescamento, o volete utilizzare anche un semplice piano ad induzione, cosa si fa? 
E del problema delle sovratensioni che possono nascere anche in futuro in base al fatto che altri, e non voi, decideranno di installare i loro impianti fotovoltaici, ci siamo già dimenticati?
Non avete scelta, dovete passare ad una fornitura trifase. Quindi, quello che avete risparmiato all’inizio si tradurrà in una spesa decisamente importante nel sostituire i dispositivi monofase che avete installato (vorrete ampliare l’impianto fotovoltaico, ora che avete capito che è redditizio e che i vostri consumi sono aumentati) o dovrete accontentarvi di una soluzione che non è più quella che avevate immaginato per voi. Quindi:

• sarete insoddisfatti!
• avrete sprecato denaro!
• non avrete più la vostra indipendenza energetica!

Come decidere?
Diciamo che l’aspetto più importante è trovare un’azienda tecnicamente preparata che: 

• possa fare queste scelte insieme a voi
• sia in grado di spiegarvi in modo che anche voi possiate comprendere e che vi possano convincere
• che sappia illustrarvi con chiarezza e competenza quanto del vostro denaro state investendo, per cosa lo state investendo e, non ultimo, quanto renderà nel tempo il vostro investimento, numeri alla mano, per intenderci

Esistono poi dei criteri semplici. 
Se per soddisfare i vostri consumi(ricordate di considerare tutti i carichi: il fornello ad induzione, il forno elettrico, la lavatrice e la pompa di calore, l’eventuale colonnina di ricarica dell’auto elettrica, serve un impianto con potenza superiore ai 6 kW la scelta è obbligata: Trifase!
Se invece consumate poco ed un impianto da 4.5 kW è sufficiente, potremmo dire che è inutile e costoso passare ad un trifase.
Se siete più vicini ai 5kW o 6kW, allora vale la pena valutare la situazione molto attentamente e forse investire qualcosa in più per avere libertà di manovra in futuro e ridurre potenziali rischi sin da subito 

Sfatiamo un mito
E’ molto diffusa la proposta di un impianto monofase da 6 kW abbinato a un sistema di accumulo da 10 kW

È fondamentale comprendere che tale regola non può essere generalizzata a tutti gli utenti.
Non esiste uno “standard” universale applicabile indistintamente in ogni contesto; è imprudente affidarsi a chi propone soluzioni predeterminate senza prima aver analizzato dettagliatamente i consumi specifici e le caratteristiche logistiche dell’abitazione interessata. La diffusione di tali consigli può spesso nascondere interessi personali piuttosto che basarsi su un’analisi obiettiva e appropriata delle esigenze specifiche del cliente.
È vero che l’installazione di un impianto fotovoltaico monofase sembra essere meno complessa e più economica rispetto a quella di un sistema trifase. Tuttavia, questa semplicità apparente può portare alla scelta di soluzioni subottimali, promosse principalmente per motivi di convenienza economica più per il venditore che per l’acquirente. 

In conclusione
Per determinare la scelta ottimale tra un sistema monofase e uno trifase, diventa quindi fondamentale valutare i consumi elettrici previsti, in termini di carico elettrico complessivo e affidarsi a degli esperti che siano in grado di effettuare un’analisi dettagliata dei vostri consumi attuali, delle vostre esigenze presenti e future e della zona dove andrà installato l’impianto, valutando la densità degli impianti fotovoltaici nelle vicinanze e la capacità della rete di assorbire l’energia prodotta, garantendo così la massima efficienza e affidabilità del sistema scelto.
L’installazione di un impianto fotovoltaico non è di per sé una scelta complicata, solo se affidata a mani esperte e competenti, di cui vi potete fidare. Necessita di un approccio basato sulla competenza e l’integrità professionale. È indispensabile rivolgersi a specialisti capaci di:

• elaborare un’analisi tecnica dettagliata dei vostri requisiti e progettare la soluzione adatta a voi
• definire un piano di costi accurato e fornire proiezioni realistiche sui tempi di ammortamento dell’investimento, permettendo così al consumatore di basare la propria decisione su dati concreti e verificabili.
• esporvi in modo comprensibile e trasparente ciò che andranno a realizzare per voi. Troppe volte ci si imbatte in persone che, dopo aver acquistato un impianto fotovoltaico, provano a cercare conforto ovunque sul fatto che la soluzione attuata sia corretta. Va fatto prima, non dopo. Dopo è tardi! 

Le soluzioni tecnologiche nel campo fotovoltaico possono offrire significativi benefici economici e ambientali. La scelta dell’impianto più adatto deve essere sempre il risultato di un’analisi approfondita e personalizzata, lontana dalle generalizzazioni e dalle soluzioni “pronte all’uso” spesso offerte senza le adeguate verifiche.

Noi di EQUA siamo a disposizione per svolgere consulenze, studi e seguirvi dall’inizio fino alla realizzazione dei vostri impianti, compreso il progetto dell’impianto. 

Contattateci per mail sales@equaenergia.it o al tel 031 220511, i nostri esperti vi risponderanno.