Inverter fotovoltaico: funzionamento e tipologie

Inverter fotovoltaico
Inverter fotovoltaico, cuore “pulsante” di ogni impianto fotovoltaico, ma pulsane a corrente continua o a corrente alternata? Un dilemma dato che l’inverter fotovoltaico è proprio quel aggeggio che trasforma la corrente continua prodotta moduli fotovoltaici in quella alternata che serve, anche da essere immessa nella rete pubblica.



 

Inverter fotovoltaico: funzionamento

La trasformazione da CC ad AC non è affatto l’unica cosa di cui si occupa l’inverter fotovoltaico, fa molto di più e la sua fama di “cuore dell’impianto” e del tutto meritata. Mentre “inverte” infatti, questo apparecchio contemporaneamente controlla e monitora l’intero impianto agendo su vari piani.

In primo luogo garantisce che i moduli fotovoltaici funzionino sempre al massimo delle loro prestazioni, in funzione dell’irraggiamento e delle temperatura, e non è uno scherzo se si considera che il fotovoltaico dipende molto dall’irraggiamento che riceve, e di costante, in natura, c’è ben poco. Sempre in ambito di monitoraggio, l’inverter fotovoltaico tiene d’occhio la rete pubblica e fa in modo che tutto l’impianto lavori in condizioni di sicurezza.

Ottimizzare la potenza dell’impianto è compito dell’inverter fotovoltaico: la “fama” di tutto, quindi, è nelle sue mani, deve essere in grado di “tirar fuori” dai moduli solari la potenza maggiore in ogni situazione. In caso di anomalie nella rete di alimentazione alla quale è collegato è sempre il nostro inverter fotovoltaico che ha la responsabilità di accorgersene, innanzitutto, e di intervenire. Può disinserire immediatamente l’impianto se la rete pubblica “impazzisce” o crolla, oppure contribuire al supporto, supplirla momentaneamente e parzialmente. Dipende da impianto a impianto.

E’ sempre attraverso l‘inverter fotovoltaico che, attraverso apposite interfacce di comunicazione, è possibile controllore parametri, dati di funzionamento e rendimenti. Con tutti questi importanti compiti, è necessario che sia protetto, questo “cuore”. Va controllata la temperatura dell’involucro che lo avvolge: essa influisce anche sul grado di rendimento e se è troppo alta l’inverter fotovoltaico rischia di vedersi ridottala propria potenza.

Per non correre questo rischio è necessario valutare il luogo dove si trova l’impianto assicurandosi però anche la presenza di un dispositivo di raffreddamento dell’involucro che sia efficiente e affidabile. Già che ci siamo, l’involucro è bene che sia anche resistente alle intemperie, così il nostro inverter fotovoltaico è veramente al sicuro.

inverter fotovoltaico

Inverter fotovoltaico: tipologie

Per orientarci tra gli innumerevoli tipi di inverter fotovoltaico, classifichiamoli in base a tre importanti caratteristiche: la potenza, il dimensionamento sul lato CC e la topologia. In un range di potenze disponibili che va da 2 kilowatt a “diversi” megawatt va capito cosa fa al caso nostro. Per impianti residenziali installati sul tetto i valori tipici sono attorno ai 5 kW, se passiamo a impianti commerciali i kW vanno da 10 a 20 come nel caso di capannoni o di tetti di fienili. Se poi parliamo di inverter fotovoltaico per centrali vere e proprie, ecco che la potenza deve essere maggiore di 500 kW, tra i 500 e gli 800.

Per il dimensionamento sul lato CC in un inverter fotovoltaico va guardata la tipologia di connessione dei moduli fotovoltaici con esso: possiamo trovarne a stringa, multistringa e centrali. Nel primo caso si ha una serie di moduli fotovoltaici collegati in serie, nel secondo si ha un inverter fotovoltaico con due o due o più entrate di stringa, ideale per generatori fotovoltaici composti da numerose superfici parziali o parzialmente ombreggiati. Per grandi impianti con generatore omogeneo sono consigliati i dispositivi centrali che hanno grande potenza.

Per quanto riguarda la topologia, un inverter fotovoltaico può essere monofase, ottimo per piccoli impianti, o trifase, per impianti più grandi, in alternativa a gruppi di più monofase assemblati. Un altro distinguo è la presenza del trasformatore che consente la separazione galvanica, necessaria in alcuni Paesi, e permette la messa a terra dei moduli fotovoltaici, necessaria per alcuni tipi di moduli.

L’inverter fotovoltaico senza trasformatore è preferibile perchè più piccolo e più leggero. Senza trasformatore si ha anche un maggiore grado di rendimento: è il parametro più importante per valutare il dispositivo ed è rappresentato dalla percentuale di energia “immessa” sotto forma di corrente continua che viene riemessa sotto forma di corrente alternata. Un inverter fotovoltaico moderno raggiunge un grado di rendimento del 98%.

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Inverter fotovoltaico con accumulo

C’è un modo per risolvere uno dei principali problemi del fotovoltaico, cioè la discontinuità di produzione di energia. Questo modo è avere un inverter fotovoltaico con accumulo. Così il dispositivo permette di “trattenere” l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico e non consumata subito, per poi poterla riutilizzare nei momenti in cui l’impianto non ne produce. Ad esempio, di notte.

Grazie all’inveter fotovoltaico con accumulo il fotovoltaico può proporsi come impianto autosufficiente dal punto di vista energetico. Il bello è che anche per impianti già esistenti esiste il modo per ottenere questo risultato, grazie ad inverter con unità di accumulo studiati per essere perfettamente integrati anche quanto già installato.

Nella pratica non c’è nulla di magico, è un processo banalmente prezioso: questo inverter fotovoltaico speciale accumula in apposite batterie l’energia prodotta ma non consumata subito. Quando l’impianto non produce energia elettrica – ore serali e notturne – l’accumulatore immette nella rete domestica l’energia elettrica precedentemente accumulata. Si arriva a coprire in media il 75% dell’autoconsumo di una famiglia.

Inverter fotovoltaico stand alone

Gli impianti fotovoltaici stand alone, detti anche grid- off o a isola, sono quelli che lavorano in autonomia rispetto alla rete. Anche loro hanno l’inverter fotovoltaico, solitamente è sul mercato con una serie di altri dispositivi in una sorta di kit per impianto stand alone.

Sia l’inverter fotovoltaico, sia gli altri elementi, sono particolari perché pensati per essere installati in modo semplice e veloce. Di solito il kit comprende vari dispositivi ad hoc per il stand alone come interfaccia e collegamenti di vari moduli, data logger per gestione del proprio impianto, sensori intelligenti di corrente e dispositivi per la connessione ed il controllo remoto degli inverter.

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Pubblicato da Marta Abbà il 7 febbraio 2016