Le installazioni di accumulo domestico con batterie litio richiedono un’analisi rigorosa del rapporto costo-efficienza (RCE), ben oltre le semplici stime fornite dai Tier 1, che offrono solo una visione aggregata influenzata da variabili locali non quantificabili. Il Tier 2 introduce una metodologia operativa dettagliata, basata su parametri tecnici specifici e incentivi attuali, ma per ottenere risultati veramente affidabili e confrontabili è essenziale un approccio passo dopo passo, con correzioni per degrado, autoconsumo e condizioni reali di utilizzo. Questo articolo fornisce una guida tecnica avanzata, con esempi concreti rilevanti per il mercato italiano, per trasformare dati tecnici in decisioni d’investimento misurabili e sostenibili nel tempo.
# Introduzione: perché il Tier 2 è indispensabile per il calcolo preciso
Il rapporto costo-efficienza (RCE) di un sistema di accumulo litio domestico si calcola come il rapporto tra il costo totale di installazione e manutenzione (aggiustato per incentivi) e l’energia utilizzabile annuale, espressa in €/kWh/anno:
\[ RCE = \frac{C_{totale}}{E_{utilizzabile annua} \times D_{utile}} \]
dove \( C_{totale} = C_{acquisto} + C_{installazione} + C_{manutenzione} \pm incentivi; \)
\( E_{utilizzabile annua} = C_{nom} \times DoD \times \eta \times Ore\ giornaliere \times 365 \);
\( D_{utile} = D_{vita residua} \times \text{fattore correzioni} \), con fattori di degrado annuo applicati iterativamente.
Il Tier 1 si limita a descrivere medie nazionali, ignorando differenze climatiche, modelli commerciali, capacità reali e perdite inverter. Il Tier 2, invece, richiede una definizione precisa di ogni variabile, fondamentale per valutazioni ROI realistiche e confronti tra sistemi domestici litio.
# Fondamenti del Tier 2: dettagli tecnici per il calcolo avanzato
### 2.1 Definizione operativa del RCE preciso
Per calcolare il RCE con metodologia Tier 2, è necessario strutturare il modello in quattro fasi chiave:
– **Fase 1**: raccolta dati tecnici completi sui modelli disponibili (es. Tesla Powerwall 3, Sonnen Eco Line, LG Chem RESU 16H), con attenzione a:
– Capacità nominale in kWh,
– Profondità di scarica consentita (DoD: tipicamente 80–90% per LFP, 85–95% per litio ad alta tensione),
– Efficienza di carica/scarica (η ≈ 94–97% per litio),
– Garanzia in cicli e anni,
– Prezzo di acquisto €/kWh e costi accessori (inverter, monitoraggio, protezioni).
– **Fase 2**: stima dell’uso annuale e applicazione di correzioni reali:
– Ore di utilizzo utile: 4–5 ore/giorno in Nord Italia, 5–6 in Sud, con fattore DoD che riduce l’energia recuperabile (es. 0,85–0,95 per cicli profondi),
– Perdite inverter stimate tra 5% e 8%, autoconsumo parziale (10–20%) e perdite termiche (~2–3%),
– Esempio: per una Powerwall 3 da 13,5 kWh con DoD 85% e 5 ore/giorno:
\( E_{utilizzabile} = 13,5 \times 0,85 \times 0,95 \times 5 \times 365 = 19.850 \, \text{kWh/anno} \).
– **Fase 3**: calcolo della vita utile residua tramite dati costruttivi verificati (es. LG Chem specifica 8.000–10.000 cicli a 80% capacità), convertiti in anni:
se si assume un utilizzo medio di 300 cicli/anno, la vita residua stimata è \( D_{utile} = 8.000 / 300 ≈ 26,7 \) anni, ma la degradazione reale (fattore 0,97 annuo per litio LFP) modifica il calcolo dinamico, riducendo l’energia utilizzabile ogni anno.
– **Fase 4**: integrazione incentivi regionali:
in Zone 1 (aree economiche e rurali), il Decreto Rilancio fornisce bonus del 20% su costo netto, da sottrarre da \( C_{totale} \); per incentivi locali, usare il Decreto Domotico (Conto Energia domotico) con detrazione diretta dal costo totale.
### 2.2 Metodologia operativa: calcolo dettagliato con esempio concreto
Consideriamo una casa in Toscana con installazione Powerwall 3 da 13,5 kWh, DoD del 85%, posizione geografica Nord Italia (5 ore di utilizzo utile/giorno, 365 giorni/anno).
**Fase 1: dati tecnici**
– Capacità nominale: 13,5 kWh
– DoD: 85% → 11,48 kWh effettivamente recuperabili annui
– η: 95% (inverter + conversione)
– Cycles annui stimati: 250 (uso moderato)
– Garanzia: 10 anni a 80% capacità → vita utile utile stimata: 10 × 0,80 = 8 anni residui, ma modello dinamico con degrado annuale 0,97 → residuo dopo n anni: \( D_{residuo}(n) = D_0 \times 0,97^n \), quindi energia annuale usabile in anno n:
\( E_{n} = 11,48 \times 0,97^n \times 0,95 \times 250 \times 365 \)
**Fase 2: energia utilizzabile annuale e fattori correttivi**
Calcolo annuo medio:
\[ E_{utilizzabile} = \sum_{n=1}^{8} E_{n} = 11,48 \times 0,95 \times 250 \times 365 \times \sum_{n=1}^{8} 0,97^n \]
La somma geometrica \( \sum_{n=1}^{8} 0,97^n = 0,97 \frac{1 – 0,97^8}{1 – 0,97} ≈ 6,72 \)
Quindi:
\( E_{utilizzabile} ≈ 11,48 \times 0,95 \times 250 \times 365 \times 6,72 ≈ 8.920.000 \, \text{kWh su vita utile residua} \)
\( E_{utilizzabile annua} = 8.920 / 8 ≈ 1.115 \, \text{kWh/giorno} \)
**Fase 3: vita utile residua e degrado cumulativo**
Usando fattore 0,97 annuo, la capacità residua dopo 8 anni è:
\( 13,5 \times 0,97^8 ≈ 9,72 \, \text{kWh} \)
Energia recuperabile in anno 8:
\( 9,72 \times 0,97 \times 0,95 \times 250 \times 365 ≈ 7.800 \, \text{kWh} \)
Media ponderata: \( E_{utilizzabile} ≈ \frac{1}{8} \sum_{n=1}^{8} 11,48 \times 0,95 \times 250 \times 365 \times 0,97^n = 1.115 \, \text{kWh/giorno} \)
**Fase 4: integrazione incentivi e calcolo RCE finale**
– Costo Powerwall 3 acquisto: 10.500 €/kWh × 13,5 = 141.750 €
– Cicli: 250 → vita utile nominale 10 anni, ma modello dinamico con degrado 0,97 conferma 8 anni residui reali
– Costo installazione stimato: 2.000 €/kWh → 27.000 €
– Incentivi: 20% bonus Decreto Rilancio su costo netto (acquisto + installazione):
\( C_{netto} = (141.750 + 27.000) \times 0,80 = 135.480 € \)
detrazione incentivo:
\( C_{netto} = 135.480 \times 0,80 = 108.384 € \)
– Costo totale netta incentivato: 108.384 €
– RCE:
\[ RCE = \frac{108.384}{1.115 \times 365} ≈ \frac{108.384}{407.975} ≈ 0,266 \, €/kWh/anno \]
# Errori comuni e come evitarli: il RCE non è solo un rapporto medio
– **Errore 1**: sovrastimare l’energia utilizzabile ignorando autoconsumo e perdite inverter.
*Soluzione*: usare fattori correttivi reali basati su dati inverter (es. 9% → 0,91) e auto-consumo (15% su picchi).
– **Errore 2**: assumere degrado costante senza modellare la riduzione annuale (es. usare 0,97 per litio LFP anziché 0,95 per litio ad alta tensione).