Un impianto fotovoltaico con accumulo produce, in certi momenti della giornata, più di quanto la casa consumi. Quell'energia, se non la si usa, finisce in rete. Il progetto che raccontiamo qui parte da un obiettivo semplice da enunciare e complicato da realizzare: far funzionare quattro ventilatori da 24 W e due termoventilatori da 2000 W usando solo l'energia che avanza, senza prelevare dalla rete e senza toccare l'inverter.
Prima di entrare nel merito, una precisazione che cambia il modo di leggere il resto: questo è un progetto tipo, non un'installazione già realizzata. Lo scenario, i vincoli e i componenti sono reali, le tarature indicate sono valori di partenza da confermare in campo. Il caso è interessante proprio perché i due carichi sono opposti: uno trascurabile e sempre alimentabile, l'altro grande, stagionalmente sfasato rispetto alla produzione e soggetto a vincoli di impianto. L'articolo racconta questa differenza, non la appiattisce.
Il problema: due carichi opposti, una sola regola
Il cliente è un'abitazione indipendente in provincia di Padova, con un impianto fotovoltaico GoodWe serie EH e accumulo già installato. Vuole far funzionare dal proprio impianto, senza prelevare dalla rete, due gruppi di apparecchi che hanno poco in comune.
Il primo gruppo è la ventilazione estiva: quattro Xiaomi Smart Tower Fan 2, 24 W nominali ciascuno, alimentatore esterno a 12 V DC e motore inverter DC, fino a 494 m³/h di portata, oscillazione a 150 gradi e quattro velocità. In totale 96 W: una frazione irrisoria della potenza di un impianto residenziale.
Il secondo gruppo è il riscaldamento puntuale invernale: due Philips Termoventilatore a Torre Serie 5000, modello CX5120/11, da 2000 W ciascuno, con oscillazione a 60 gradi, quattro modalità, display, app Air+ e le funzioni di sicurezza del caso. In totale 4000 W, cioè tutto un altro ordine di grandezza.
L'intervento Voltio è un layer di controllo dei carichi esterno all'inverter: un Shelly EM con pinza 50 A per la misura, e uno Shelly Plug M Gen3 per ogni apparecchio, con funzione di comando e di telemetria. La regola è una sola, e vale per entrambi i gruppi: si accende solo quando c'è energia che avanza.
Perché l'inverter da solo non basta: GoodWe EH e la porta DRED
L'inverter GoodWe serie EH non ha un'uscita dedicata al controllo dei carichi. Il manuale utente documenta quattro porte di comunicazione: BMS, METER, DRED e RS485. La porta DRED è quella che, a leggere la sigla, sembrerebbe la candidata naturale per comandare dei carichi: è una funzione di Demand Response, ma il manuale la dichiara applicabile ad Australia e Nuova Zelanda e richiede comunque un dispositivo DRED di terze parti. In Italia non ha una funzione utile per questo scopo.
C'è anche un dettaglio da conoscere prima di mettere le mani sui morsetti: il terminale a 2 pin dell'inverter è lo spegnimento remoto. Non è un'uscita di comando, è un ingresso di sicurezza: cablarlo per sbaglio, pensando di pilotarci qualcosa, ferma l'inverter.
La conseguenza pratica è che la funzione va costruita fuori dall'inverter, con una misura indipendente. Questa scelta è preferibile anche quando l'inverter una gestione dei carichi la offre, perché non si interferisce con il bus RS485 del meter certificato dell'impianto. Fonte di questa parte: manuale utente GoodWe serie EH, sezione delle connessioni di comunicazione.
Architettura: misura indipendente, comando distribuito
Sul fronte della misura, il punto di partenza è una pinza amperometrica da 50 A collegata a uno Shelly EM sul punto di scambio. Legge la potenza attiva in tempo reale e in entrambe le direzioni, quindi distingue il prelievo dall'immissione. È una misura passiva e indipendente: non tocca il meter GoodWe né il bus dell'inverter, non modifica la configurazione dell'impianto e non entra nelle logiche del costruttore.
Sul fronte del comando, ogni apparecchio ha il proprio Shelly Plug M Gen3. Il plug integra la misura di potenza, le protezioni da sovratemperatura, sovratensione e sovracorrente, la connettività Wi-Fi e Bluetooth, il supporto Matter e, sui dispositivi Gen3, lo scripting locale. La portata massima è di 13 A su carico resistivo, cioè 3000 W.
Sui quattro ventilatori da 24 W il plug è largamente sovradimensionato. Non serve per la portata: serve per lo scripting locale e per la telemetria per singolo apparecchio, che è ciò che permette di misurare i consumi reali invece di stimarli. Sui termoventilatori da 2000 W il discorso è opposto: il plug lavora vicino al proprio regime nominale con un carico resistivo continuativo, e questo va tenuto presente in fase di progetto.
La logica gira in locale sul dispositivo, attraverso lo script nativo dei Gen3. Nessun cloud, nessuna dipendenza da internet: se la connessione cade, l'automazione continua a funzionare.
Distinguere fotovoltaico, batteria e rete
Qui c'è un punto che sarebbe facile nascondere e che invece va detto chiaramente. Una sola pinza sul punto di scambio non distingue la casa che gira sulla batteria dal pareggio istantaneo con la rete: in entrambi i casi la potenza di scambio è vicina allo zero, ma l'origine dell'energia è completamente diversa. È una differenza che conta, perché la regola sulla batteria e l'attivazione del carico termico dipendono proprio dall'origine.
Le opzioni progettuali sono due. La prima è aggiungere un secondo canale di misura, con una pinza CT sulla linea inverter o batteria, per leggere l'origine reale dell'energia: è la più precisa, ma richiede un secondo punto di misura. La seconda è una regola di stato: un import stabilmente vicino a zero per un numero definito di minuti viene trattato come produzione propria.
La scelta adottata in questo progetto è la seconda: una sola pinza sul punto di scambio, con regola di stato. Costa meno, non richiede un secondo punto di misura e copre i casi che contano, perché l'impianto ha un accumulo che assorbe il surplus prima che diventi export. Il limite va conosciuto: la regola di stato deduce l'origine dall'andamento dello scambio, non la misura. Nelle situazioni in cui i flussi si incrociano, per esempio batteria in scarica mentre la casa assorbe poco, l'indicazione resta un'inferenza e non un dato diretto. Per i carichi di questo progetto è sufficiente; se in futuro servisse il dato esatto, il secondo canale CT è un upgrade a posteriori, senza rifare l'impianto.
I 96 W facili: la logica di ventilazione
Il profilo di ventilazione è il più semplice, e conviene usarlo come palestra per la logica. L'accensione è a scalare, un ventilatore alla volta. I valori che seguono sono indicativi, da intendersi come esempio di taratura: il primo ventilatore parte sopra circa 80 W di surplus mantenuti per 2 o 3 minuti, ogni successivo si aggiunge a circa 80 W in più, lo spegnimento avviene in ordine inverso quando c'è import per 3 o 5 minuti, e c'è un blocco di riaccensione di circa 10 minuti.
Il motivo dell'accensione a scalare è che il gradino è piccolo, 24 W per apparecchio. Non c'è nessun rischio per l'impianto e nessuna necessità di margini ampi: si può essere aggressivi sulle soglie e prudenti sui tempi, che è esattamente il contrario di quello che serve sul carico termico.
Sui ventilatori vale anche la regola più permissiva sulla batteria: 96 W complessivi sono alimentabili anche da accumulo, con un impatto del tutto trascurabile sulla carica disponibile. Non è il caso dei termoventilatori.
I 4000 W difficili: vincoli elettrici, contatore e circuiti
Questa è la parte che richiede più attenzione, e non va addolcita. Un termoventilatore da 2000 W non è una lavatrice: è un carico resistivo continuativo che assorbe la sua potenza per ore, senza cicli di lavoro che lo alleggeriscano.
La prima regola è la presa dedicata per ogni termoventilatore. Mai una multipresa, mai una prolunga, mai due unità sulla stessa presa. Su un carico resistivo continuativo da 2000 W queste soluzioni sono fuori discussione, e non perché il plug non regga, ma perché il punto di connessione e la linea a valle non sono pensati per quel tipo di esercizio.
La scelta adottata nel progetto sono circuiti dedicati indipendenti: ogni termoventilatore ha il proprio circuito prese e la propria presa Shelly. Due unità sullo stesso circuito farebbero 4000 W, cioè circa 17,4 A, sopra il tipico circuito da 16 A. Con circuiti separati il problema non si pone, e si abilita il funzionamento alternato descritto più avanti.
Il contatore da 6 kW è confermato e non è il vincolo bloccante: un termoventilatore passa senza problemi, e anche due insieme (4000 W) sono compatibili a condizione che il carico di base della casa resti sotto circa 2,6 kW. Il vincolo effettivo è un altro: la distribuzione sui circuiti delle prese, che va verificata in sopralluogo prima di decidere quante unità possono lavorare insieme.
Resta poi la verifica termica del punto di connessione: presa, cavo e plug vanno controllati sotto carico reale dopo l'installazione. Il plug è protetto da sovratemperatura, ma quella protezione non sostituisce il dimensionamento: è l'ultima difesa, non il criterio con cui si progetta la linea.
Alternanza guidata dal fabbisogno, non da un timer
Il profilo termico è l'opposto di quello dei ventilatori. Le soglie sono alte e i tempi lunghi, perché il gradino è da 2000 W: serve surplus stabile e un margine ampio prima di inserire un apparecchio. Lo spegnimento, al contrario, deve essere immediato al primo import significativo. Un errore qui costa 2 kW prelevati dalla rete, non 24 W. Se entrambi i profili sono attivi, i ventilatori cedono il passo al riscaldamento.
I regimi di funzionamento sono tre, con valori indicativi da intendere come esempio di taratura. Sotto circa 2,2 kW di surplus non si accende nessun termoventilatore. Tra circa 2,2 e 4,2 kW lavora un solo apparecchio per volta, in alternanza fra i due ambienti. Sopra circa 4,2 kW possono accendersi entrambi, cosa possibile perché i circuiti sono indipendenti e il contatore da 6 kW lo consente.
L'alternanza, però, non è guidata da un timer. È guidata dal fabbisogno, e questo è il dettaglio tecnico di maggior valore del progetto. Il Philips CX5120/11 ha un termostato integrato: quando l'ambiente raggiunge il setpoint, l'apparecchio smette di assorbire. Il Plug M se ne accorge dalla propria misura di potenza, che passa da circa 2000 W a poche decine di watt, e la logica commuta sull'altro ambiente. Si ottiene un'alternanza basata sul bisogno reale senza aggiungere alcun sensore esterno, con i soli dati che il plug già misura.
Come fallback, se la misura non fosse utilizzabile, si può ripiegare su un'alternanza a tempo con cicli di 20 o 30 minuti per lato. È una soluzione peggiore: cicli brevi stressano i contatti e non scaldano a sufficienza, quindi va tenuta come ripiego e non come impostazione predefinita.
I vantaggi dell'alternanza sono concreti. Il picco assorbito resta fissato a 2000 W in regime intermedio, qualunque sia la situazione. Le ore di lavoro si distribuiscono sui due plug invece di concentrarsi su uno solo, riducendo lo stress termico del punto di connessione. E si servono due ambienti invece di uno.
C'è un limite da dichiarare con onestà: l'alternanza è efficace per mantenere la temperatura in due ambienti, non per portarne uno a regime partendo da freddo. Va posizionata come mantenimento, non come riscaldamento principale.
Sulla modalità di comando c'è un'ulteriore considerazione. Il CX5120/11 è un apparecchio Wi-Fi con app Air+: se espone un controllo del livello di potenza, comandare il livello invece di staccare l'alimentazione permetterebbe di inseguire il surplus disponibile invece di procedere a gradini da 2000 W. È un comportamento da verificare sull'apparecchio prima di dichiararlo, e va verificato: se il livello non è pilotabile, resta l'on/off. In ogni caso lo smart plug rimane utile per la misura e la sicurezza, indipendentemente da come si comanda l'apparecchio.
Il problema stagionale e perché la batteria resta fuori
I termoventilatori servono in inverno, ed è precisamente la stagione in cui il surplus fotovoltaico è minimo. Un inverter EH è da 3,6 o 6 kW; nel Veneto a dicembre un impianto residenziale produce un picco di circa 1,5 o 2,5 kW a mezzogiorno con cielo sereno, meno il consumo di base della casa. È un ordine di grandezza, con rimando a PVGIS per il calcolo sul proprio sito, non un dato misurato.
Da qui discendono alcune conclusioni oneste, che vanno scritte. Un termoventilatore alla volta è lo scenario normale, nelle ore centrali delle giornate limpide; due sono l'eccezione, non la regola di funzionamento. I 4000 W complessivi sono il tetto di potenza installata, non un obiettivo di funzionamento simultaneo.
E soprattutto: la nebbia invernale di pianura è il limite reale, più della stagione in sé. Nelle giornate chiuse il sistema non si attiva, ed è il comportamento corretto, non un difetto. Il sistema serve a intercettare il surplus quando c'è, non a garantire riscaldamento continuo. Per questo il framing corretto, da tenere in tutto l'articolo, è quello di riscaldamento integrativo di un ambiente nelle ore centrali, complementare all'impianto principale e mai sostitutivo.
Un aspetto che vale la pena spiegare è che la gerarchia dei carichi si risolve da sola. La pinza sul punto di scambio misura l'export residuo, cioè quello che avanza dopo che l'inverter ibrido ha già destinato la sua quota alla ricarica della batteria. Il termoventilatore si attiva quindi solo quando quell'energia sarebbe realmente finita in rete. Non c'è nessuna logica di priorità da programmare: è la misura stessa a implementarla.
Sulla batteria serve una regola differenziata. I ventilatori, con i loro 96 W, sono alimentabili anche da accumulo, con un impatto trascurabile. I termoventilatori da 2000 W no: devono lavorare solo su surplus fotovoltaico reale, non da batteria. Quattro kW resistivi svuotano un accumulo residenziale in poco più di un'ora, e consumano cicli che valgono più dell'energia erogata. Eventualmente si possono ammettere sopra una soglia di stato di carica elevata, da concordare con il cliente, ma non è l'impostazione predefinita.
Il confronto giusto: resistenza contro immissione in rete
Il riscaldamento resistivo ha un COP pari a 1, mentre una pompa di calore sta tra 3 e 4. Come strategia di riscaldamento della casa è la soluzione meno efficiente, e va detto senza girarci intorno.
Ma il confronto pertinente, in questo progetto, non è resistenza contro pompa di calore. È resistenza contro immissione in rete. Un kilowattora venduto alla rete vale poco; lo stesso kilowattora consumato in casa evita un prelievo a tariffa piena. Su energia che altrimenti sarebbe in eccedenza, la resistenza vince. Gli ordini di grandezza dei prezzi vanno dichiarati come indicativi, con rimando ad ARERA come fonte, senza fissare cifre puntuali: il punto del ragionamento è il confronto, non il numero.
Verifiche di campo: standby, termica, sicurezza
C'è un caveat che non va omesso. Togliere alimentazione a valle non garantisce che l'apparecchio riparta quando l'alimentazione torna: molti dispositivi smart, dopo un ciclo di spegnimento, tornano in standby e richiedono un comando esplicito. È la verifica di campo numero uno, da fare su una singola unità per ciascun modello prima di installare il set completo.
Sui termoventilatori c'è un aspetto ulteriore, che è anche di sicurezza: una riaccensione automatica di un apparecchio riscaldante non presidiato va valutata con attenzione, considerando il posizionamento, la protezione anti-ribaltamento e lo spazio libero intorno all'apparecchio. Se il modello non riparte da solo dopo un power-cycle, la strada corretta è il comando diretto via app, non forzare l'alimentazione. È un tema di competenza professionale, non un limite della soluzione.
A questo si aggiunge la verifica termica già citata: presa, cavo e plug controllati sotto carico reale, con i termoventilatori accesi e in funzione per il tempo necessario a stabilizzare le temperature.
Dove questo schema conta davvero
I ventilatori e i termoventilatori sono un caso didattico, utile perché mette a confronto due estremi. Il metodo, però, è replicabile su carichi dove conta davvero: boiler elettrico, pompa della piscina, deumidificatore, ricarica dell'auto elettrica, pompa di calore. In tutti questi casi la logica è la stessa: misurare l'energia che avanza e destinarla a un carico che altrimenti la lascerebbe andare in rete.
Il valore per il cliente si può riassumere in tre punti. Comfort estivo continuo a impatto nullo sul prelievo. Recupero del surplus invernale che altrimenti verrebbe immesso in rete a bassa valorizzazione. Telemetria per singolo apparecchio, con consumi misurati e non stimati, che è anche lo strumento per verificare nel tempo se il sistema sta lavorando come previsto.
Cosa fa Voltio nel pacchetto
L'intervento comprende il sopralluogo e la verifica dei circuiti delle prese, la misura sul punto di scambio, l'installazione dello Shelly EM con la pinza e dei plug, la scrittura dello script locale tarato sui due profili e la verifica finale di standby e termica. La telemetria resta disponibile per il cliente, con i dati di consumo per apparecchio.
Ripetiamo la precisazione dell'inizio, perché è importante: quello descritto è un progetto tipo, non un'installazione realizzata. Lo scenario è reale e i vincoli sono quelli di un impianto vero, ma le tarature sono di partenza e vanno confermate sul campo.
Per chi vuole approfondire i singoli pezzi: nella pagina del kit monitoraggio consumi c'è il modello di installazione con canone, la sezione IoT industriale racconta la versione B2B dello stesso principio, e gli strumenti gratuiti coprono il dimensionamento della batteria di accumulo, il rendimento reale del fotovoltaico e l'aumento di potenza del contatore.
Domande frequenti
Posso alimentare un termoventilatore da 2000 W col fotovoltaico? — Sì, ma solo nelle ore centrali delle giornate limpide e sul surplus reale, cioè l'energia che avanza dopo l'autoconsumo e dopo la quota destinata alla batteria. Nel Veneto a dicembre il picco di produzione a mezzogiorno è di circa 1,5 o 2,5 kW: un termoventilatore alla volta è lo scenario normale, due sono l'eccezione.
Quanta potenza serve al contatore? — Un contatore da 6 kW gestisce senza problemi un termoventilatore da 2000 W e, su circuiti dedicati separati, anche due, a condizione che il carico di base della casa resti sotto circa 2,6 kW. Il vincolo vero non è il contatore: è la distribuzione sui circuiti delle prese.
Conviene usare la batteria per riscaldare? — No, se si parla delle resistenze da 2000 W: quattro kW resistivi svuotano un accumulo residenziale in poco più di un'ora e consumano cicli che valgono più dell'energia erogata. I ventilatori da 24 W sono un altro discorso: 96 W prelevati dall'accumulo hanno un impatto trascurabile.
Conviene riscaldare con una resistenza se ho il fotovoltaico? — Dipende dal confronto. Come strategia di riscaldamento della casa la resistenza ha COP 1 e una pompa di calore sta tra 3 e 4, quindi è la meno efficiente. Ma il confronto pertinente è resistenza contro immissione in rete: un kilowattora venduto vale poco, lo stesso kilowattora consumato in casa evita un prelievo a tariffa piena.
Il sistema funziona senza internet? — Sì. La logica gira in locale sul plug, che sui dispositivi Gen3 supporta lo scripting nativo: nessuna dipendenza dal cloud e nessun comando da remoto necessario perché l'automazione funzioni.