In molte aziende manifatturiere, il riscaldamento di processo — essiccazione, condizionamento termico delle lavorazioni, produzione di calore tramite chiller e pompe di calore industriali — pesa in bolletta quasi quanto l'illuminazione e i macchinari di produzione messi insieme.
È anche, però, una delle voci più semplici da abbattere con un fotovoltaico ben progettato: a differenza dei consumi domestici, spesso concentrati alla sera, i carichi industriali di processo tendono a lavorare proprio nelle ore in cui i pannelli producono di più.
Perché chiller e pompe di calore industriali sono il carico ideale per il fotovoltaico
Un chiller o una pompa di calore usata per riscaldamento di processo o essiccazione ha un profilo di assorbimento elettrico molto diverso da quello di un impianto domestico: lavora tipicamente durante l'orario produttivo, spesso con un assorbimento relativamente costante per l'intera giornata lavorativa, e in molti casi su turni che coprono proprio le ore centrali del giorno — le stesse in cui la produzione fotovoltaica raggiunge il picco. Questa sovrapposizione tra produzione solare e consumo di processo è, di fatto, il fattore che determina la reale convenienza economica dell'impianto, più ancora del consumo totale annuo.
Il punto di partenza: la curva di carico, non la superficie disponibile
L'errore più comune nel dimensionare un impianto fotovoltaico industriale è partire dalla superficie disponibile sul tetto del capannone, invece che dal profilo di consumo reale.
Due stabilimenti con lo stesso consumo elettrico annuo possono richiedere progetti completamente diversi: uno che lavora su turno diurno assorbe gran parte della produzione fotovoltaica in tempo reale e raggiunge un autoconsumo elevato anche senza accumulo; uno che concentra la lavorazione nelle ore serali o notturne, a parità di consumo, immetterebbe in rete una quota enorme di energia se dimensionato sullo stesso criterio.
Il primo passo, quindi, è analizzare la curva di carico del chiller o della pompa di calore utilizzata per il processo: potenza assorbita, ore di funzionamento giornaliere, eventuale stagionalità (un essiccatoio può lavorare tutto l'anno, un impianto di riscaldamento di processo può avere un utilizzo più marcato nei mesi freddi). Questi dati, ricavabili dalle bollette storiche o da una misurazione dedicata, sono la base di ogni dimensionamento corretto.
Come cambia il dimensionamento in base al profilo di utilizzo
Per un'azienda con turno unico diurno (indicativamente 8:00-17:00), il tasso di autoconsumo naturale — cioè senza alcun intervento di ottimizzazione — si attesta generalmente tra il 50% e il 60%: su 100 kWh prodotti dal fotovoltaico, 50-60 vengono consumati direttamente in stabilimento.
Introducendo strategie di demand response — concentrando nelle ore centrali del giorno le operazioni più flessibili, come la ricarica di carrelli elevatori o cicli di lavorazione non vincolati a un orario preciso — questo valore può salire fino al 70-80%, senza bisogno di investire in un sistema di accumulo.
Quando invece il processo richiede un funzionamento su più turni, con una quota significativa di assorbimento serale o notturno, la sola sovrapposizione naturale non basta, e diventa necessario valutare se un sistema di accumulo sia economicamente giustificato oppure se sia più conveniente dimensionare l'impianto fotovoltaico sul solo fabbisogno diurno, evitando di sovradimensionarlo rispetto a quanto il processo può effettivamente assorbire.
Serve l'accumulo?
Nella maggior parte dei contesti industriali con lavorazione concentrata nelle ore diurne, la risposta è: non necessariamente, almeno non come prima scelta. Quando la coincidenza tra produzione e carico è già elevata, ha più senso puntare su un dimensionamento leggermente aggressivo del campo fotovoltaico — con un rapporto tra produzione e consumo che può arrivare fino a 1,4-1,5 — piuttosto che aggiungere una batteria che lavorerebbe con margini ridotti.
Un'alternativa spesso più conveniente dell'accumulo elettrochimico, soprattutto per aziende con un margine di flessibilità nei processi, è l'introduzione di un sistema di gestione energetica (EMS) che monitora in tempo reale la produzione fotovoltaica e modula automaticamente i carichi disponibili — inclusi, dove tecnicamente possibile, i cicli di funzionamento del chiller o della pompa di calore. Un investimento di questo tipo, nell'ordine di qualche migliaio di euro per impianti industriali, si ripaga tipicamente in 2-3 anni grazie all'aumento dell'autoconsumo che genera.
Solo per le aziende con una quota di consumo serale o notturno davvero significativa il sistema di accumulo diventa la scelta più efficace, potendo portare l'autoconsumo complessivo fino all'85-90%.
Tempi di rientro: cosa aspettarsi realisticamente
Nei casi in cui la sovrapposizione tra produzione fotovoltaica e assorbimento del processo è buona — lo scenario tipico di un chiller o di una pompa di calore che lavora durante l'orario produttivo diurno — i tempi di rientro dell'investimento si collocano generalmente tra i 4 e i 7 anni, anche senza sistema di accumulo.
Quando invece il progetto richiede una batteria per coprire consumi serali o notturni, il payback tende ad allungarsi, posizionandosi più tipicamente tra i 5 e gli 8 anni, in base ai consumi effettivi, alla zona geografica e alle tariffe energetiche applicate.
Un percorso di dimensionamento in cinque passaggi
- analizzare il profilo di assorbimento del chiller o della pompa di calore: potenza, ore di funzionamento, eventuale stagionalità
- confrontare questo profilo con la curva di produzione solare, individuando le ore di reale sovrapposizione
- dimensionare il campo fotovoltaico sulla curva di carico, non sulla superficie disponibile del tetto
- valutare strategie di demand response o un EMS per spostare i carichi flessibili nelle ore di massima produzione
- considerare l'accumulo solo se resta una quota rilevante di consumo fuori dalle ore di sole, verificandone la reale convenienza economica rispetto al solo sovradimensionamento del campo fotovoltaico
Un impianto fotovoltaico pensato per alimentare un processo di essiccazione o riscaldamento industriale non è un progetto standard: richiede di partire dai dati reali di assorbimento del chiller o della pompa di calore, non da un dimensionamento generico basato sulla sola superficie disponibile.
È in questa fase di analisi che si gioca gran parte della convenienza economica dell'investimento.
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