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A
:: I pannelli solari / Gli inverter
Cosa
sono gli inverter ?
Un inverter è un apparato elettronico in grado di convertire corrente
continua in corrente alternata eventualmente a tensione diversa,
oppure una corrente alternata in un'altra di differente frequenza. Questo
apparato converte la corrente continua generata dalle celle
solari in corrente
alternata, e si collega sincronicamente alla rete elettrica
per alimentare i principali utilizzi della vostra casa.
Dal momento che l’unità di controllo viene alimentata dai moduli fotovoltaici, l’apparato è completamente spento durante la notte e quindi non consuma assolutamente energia.
Inverter
fotovoltaico
Si tratta di un tipo particolare di inverter progettato espressamente per convertire l'energia elettrica sotto forma di corrente continua prodotta da modulo fotovoltaico, in corrente alternata da immettere direttamente nella rete elettrica. Queste macchine estendono la funzione base di un inverter generico con funzioni estremamente sofisticate e all'avanguardia, mediante l'impiego di particolari sistemi di controllo software e hardware che consentono di estrarre dai pannelli solari la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione meteorologica. Questa funzione prende il nome di MPPT, un acronimo di origine Inglese che sta per Maximum Power Point Tracker.
I moduli fotovoltaici infatti, hanno una curva caratteristica V/I tale che esiste un punto di lavoro ottimale, detto appunto Maximum Power Point, dove è possibile estrarre tutta la potenza disponibile. Questo punto della caratteristica varia continuamente in funzione del livello di radiazione solare che colpisce la superficie delle celle. È evidente che un inverter in grado di restare "agganciato" a questo punto, otterrà sempre la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione. Ci sono svariate tecniche di realizzazione della funzione MPPT, che si differenziano per prestazioni dinamiche (tempo di assestamento) e accuratezza. Sebbene la precisione dell'MPPT sia estremamente importante, il tempo di assestamento lo è, in taluni casi, ancor più. Mentre tutti i produttori di inverter riescono ad ottenere grande precisione sull'MPPT (tipicamente tra il 99-99,6% della massima disponibile), solo in pochi riescono ad unire precisione a velocità.
È infatti nelle giornate con nuvolosità variabile che si verificano sbalzi di potenza solare ampi e repentini. È molto comune rilevare variazioni da 100W/m² a 1000-1200W/m² in meno di 2 secondi. In queste condizioni, che sono molto frequenti, un inverter con tempi di assestamento minori di 5 secondi riesce a produrre fino al 15%-20% di energia in più di uno lento. Alcuni inverter fotovoltaici sono dotati di stadi di potenza modulari, e alcuni sono addirittura dotati di un MPPT per ogni stadio di potenza. In questo modo i produttori lasciano all'ingegneria di sistema la libertà di configurare un funzionamento master/slave o a MPPT indipendenti.
Un'altra caratteristica importante di un inverter fotovoltaico, è l'interfaccia di rete. Questa funzione, generalmente integrata nella macchina, deve rispondere ai requisiti imposti dalle normative dei diversi enti di erogazione di energia elettrica. In Italia, ENEL ha rilasciato la normativa DK5940, attualmente giunta all'edizione 2.2. Questa normativa prevede una serie di misure di sicurezza tali da evitare l'immissione di energia nella rete elettrica qualora i parametri di questa, siano fuori dai limiti di accettabilit à.
Possiamo distinguere due tipologie di inverter, in relazione al tipo di applicazione:
- Inverter per impianti connessi a rete
- Inverter per impianti isolati.
Inverter
per impianti connessi a rete
hanno le seguenti caratteristiche:
- ecnologia ad onda sinusoidale costruita con riferimento alla tensione di rete
- elevati rendimenti e stabilità in normali condizioni di irraggiamento
- disponibili per utenze monofase e per utenze trifase su un'ampia gamma di potenze
- protezioni di rete e di interfaccia integrate
- display per visualizzazzione dei dati di produzione
- moduli aggiuntivi per misurare l'irraggiamento, la temperatura, ecc
- trasmissione dati a distanza a scopo di supervisione
- impossibilità di funzionamento in isola (è necessaria la presenza della tensione di rete)
Inverter
per impianti isolati
Ecco le tipologie principali:
Inverter ad onda quadra
- semplice tecnologia
- rischio di generazione di armoniche dispari
- nessuna regolazione della tensione in uscita (varia col carico e con la tensione di entrata)
Inverter ad onda sinusoidale modificata
- miglior rendimento
- meno armoniche della quadrata
- regolazione precisa della tensione
- appropriati per l’alimentazione di molti apparecchi (TV, motori, seghetti)
Inverter ad onda sinusoidale
- tecnica simile a quella degli inverter per connessione a rete, ma con circuiti più semplici,
- senza protezioni e sincronizzazione rete
- rendimenti elevati, adatti per praticamente tutti i tipi di utilizzatori
2006 -