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    Fotovoltaico: ottimizzatori di potenza o microinverter?

    Negli ultimi tempi stiamo assistendo ad importanti sviluppi nel mondo del fotovoltaico, e tra i prodotti di maggiore interesse troviamo gli ottimizzatori di potenza e i micro-inverter.

    Spesso si tende a fare confusione tra questi due prodotti, che esteticamente si somigliano anche, ma che nella realtà hanno caratteristiche e tecnologie diametralmente opposte.

    In questo articolo cercheremo quindi di fare un po’ di chiarezza e capire come funzionano, i loro pregi e difetti, e in quali situazioni la loro presenza si renda quasi indispensabile.

    Ottimizzatori e micro-inverter: ma cosa sono?

    Un piccolo preambolo: i moduli fotovoltaici, sfruttando l’effetto fotovoltaico, quando “colpiti” dalla radiazione solare generano corrente continua, che dovrà poi essere trasformata in corrente alternata tramite un’inverter per poterla rendere utilizzabile dalle varie utenze.

    Come sappiamo, il più grande “nemico” di un impianto fotovoltaico è l’ombra, causata da elementi esterni e fissi come i camini, gli alberi, le antenne e i parapetti, oppure da elementi temporanei come le nuvole o gli uccelli, che riducono le prestazioni dell’impianto.

    Infatti, negli impianti tradizionali costituiti da più moduli fotovoltaici collegati in serie e disposti su più stringhe in parallelo, quando anche un solo modulo fotovoltaico della stringa viene ombreggiato, questo funge da “imbuto”, nel senso che l’intera produzione della stringa si abbassa, riducendo quindi la produttività annua dell’impianto fotovoltaico.

    Ecco che entra in gioco l’importanza dei professionisti, che con un’attenta progettazione assicurano che i moduli fotovoltaici stiano il più lontano possibile dalle ombre, e che i moduli più soggetti alle ombre siano collegati elettricamente tra di loro, in modo tale che il problema sia localizzato e circoscritto, e non diffuso sull’intero campo fotovoltaico.

    Ombre ma non solo: lo spazio sul tetto

    Anche se abbiamo interpellato il più bravo professionista, non sempre questo può trovare la soluzione ideale, vuoi perché il tetto non è molto spazioso e quel poco spazio è soggetto a ombre costanti, o vuoi perché lo spazio a disposizione non permette di configurare adeguatamente i moduli fotovoltaici in relazione alle caratteristiche operative dell’inverter.

    Infatti, gli inverter tradizionali hanno più canali di ingresso a cui possono essere collegate una o più stringhe in base alle caratteristiche tecniche; questi canali si chiamano MPPT (Maximum Power Point Tracker) e tutti i moduli fotovoltaici collegati in serie sotto lo stesso MMPT, devono avere la stessa esposizione per garantire il corretto funzionamento.

    A questo dobbiamo aggiungere che l’inverter ha delle caratteristiche di tensione e corrente in ingresso (lato DC) che devono essere rispettate per accendersi, e quindi un numero minimo di moduli collegati che abbiano la stessa esposizione; ecco spiegato perché in quei tetti molto piccoli oppure multi-falda con più esposizioni diverse, può risultare problematica una corretta configurazione dell’impianto fotovoltaico.

    Ottimizzatori e micro-inverter, vantaggi, svantaggi e differenze

    Entrano quindi in gioco due sistemi sempre più utilizzati in quelle situazioni dove vi siano ombre inevitabili oppure carenza di spazio: gli ottimizzatori di potenza, conosciuti principalmente per la soluzione proposta da SolarEdge, ma commercializzati anche da altri marchi come Tigo e Huawei, e i micro-inverter, come quelli proposti dal marchio Enphase.

    La prima e sostanziale differenza sta nel fatto che gli ottimizzatori di potenza sono dei convertitori DC-DC connessi ai moduli fotovoltaici, che necessitano comunque di un inverter per la conversione della corrente continua in alternata, mentre i micro-inverter sono dei veri e propri inverter DC-AC che convertono la corrente continua di ogni singolo modulo in corrente alternata già sul tetto, eliminando l’idea dell’inverter di stringa unico.

    Ottimizzatori di potenza, i vantaggi

    Gli ottimizzatori di potenza consentono di ricercare il punto di massima potenza (MPP) a livello di singolo modulo, con il principale vantaggio che un ombreggiamento localizzato o la sporcizia, andranno a ridurre le prestazioni del singolo modulo e non dell’intera stringa, e permettendo l’installazione anche laddove i vincoli geometrici del tetto, con le soluzioni tradizionali, non lo permetterebbero, dato che ogni modulo può avere esposizione diversa.

    Fotovoltaico: ottimizzatori di potenza o microinverter? | elettronauti. It
    Ottimizzatori di potenza fonte solaredge | elettronauti It

    Altri importanti vantaggi rappresentati da questa soluzione sono:

    • In caso di guasto, la tensione operativa degli ottimizzatori si abbassa ad 1V (volt), riducendo i rischi per gli operatori tecnici presenti sul campo;
    • Il monitoraggio da remoto è a livello di singolo modulo, portando vantaggio sia all’utente finale che potrà avere molte più informazioni sull’impianto, che ai i tecnici dell’assistenza, che potranno localizzare più velocemente un eventuale guasto.

    Ottimizzatori di potenza, gli svantaggi

    Ovviamente questa soluzione presenta costi iniziali di investimento più alti rispetto ad una soluzione tradizionale senza ottimizzatori, pertanto occorre fare un bilancio che metta a confronto sia spesa che resa.

    Nel bilancio bisogna considerare che nei casi più estremi in cui vi sono importanti ombre durante tutto l’arco dell’anno, il beneficio apportato dagli ottimizzatori può essere anche del 20/25% sulla produttività annua, mentre nei casi meno critici si attesta entro il 5%.

    Un altro potenziale svantaggio è dato dal fatto che gli ottimizzatori di potenza sono dei componenti aggiuntivi sul tetto che contengono dell’elettronica, pertanto potrebbero essere soggetti a guasti nel corso negli anni, anche se c’è da dire che i vari produttori applicano su di essi una garanzia che può raggiungere anche i 25 anni di vita.

    Micro-inverter, i vantaggi

    Nonostante i micro-inverter lavorino in modo completamente differente rispetto agli ottimizzatori, convertendo la corrente continua in corrente alternata già sul tetto per ogni singolo modulo, condividono parte dei vantaggi; infatti, eventuali ombre o sporcizia vanno ad inficiare le prestazioni dei singoli moduli interessati e non di tutto il campo fotovoltaico, consentendo poi di sfruttare meglio i vincoli geometrici del tetto.

    Fotovoltaico: ottimizzatori di potenza o microinverter? | elettronauti. It
    Microinverter fonte enphase | elettronauti It

    Tra gli altri vantaggi troviamo:

    • In materia di sicurezza sicuramente il vantaggio è dato dal fatto che non vi sono cavi in corrente continua che scendono dal tetto, che nelle soluzioni tradizionali possono raggiungere tensioni operative anche fino a 1000V;
    • Anche qui il monitoraggio è a livello di singolo modulo, mostrando molte più informazioni sia all’utente finale che ai tecnici in caso di manutenzione;
    • Nelle soluzioni tradizionali, se l’inverter si guasta l’impianto rimane spento, mentre avendo tanti “piccoli” inverter, in caso di guasto gli altri continuano a funzionare;
    • La mancanza di un unico inverter di dimensioni maggiori, consente di avere maggiore spazio nel locale tecnico;

    Micro-inverter, gli svantaggi

    Anche in questo caso i costi iniziali di investimento sono maggiori, pertanto occorre effettuare un’attenta analisi economica tra spesa iniziale e resa.

    Essendo poi componenti posizionati sul tetto, dove le temperature sono più alte soprattutto nei mesi estivi, il rischio di guasto durante il corso degli anni può essere maggiore, ma è comunque vero che in alcuni casi la garanzia raggiunge anche i 25 anni di vita.

    Un altro svantaggio può essere dato dalla compatibilità, perché se un inverter tradizionale può essere sostituito in blocco in caso di guasto, non è detto che in caso di guasto di un micro-inverter questo sia ancora disponibile sul mercato dopo 10-12 anni di vita, pertanto è importante affidarsi a marchi affidabili che garantiscano una certa continuità nel tempo.

    Elettronauti. It - categoria ambiente

    Ottimizzatori di potenza e micro-inverter, conoscevi già queste due soluzioni per il fotovoltaico?

    Fonte 1 | Fonte 2

    Lorenzo
    Lorenzo
    Appassionato di tutte le forme di energia, in particolare di quelle rinnovabili, che credo siano il vero valore aggiunto per una mobilità sostenibile. Con le auto elettriche è stato amore grazie ad un retrofit tra i banchi di scuola.

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