Il principio della generazione di energia solare fotovoltaica si basa su una tecnologia che converte direttamente l'energia luminosa in energia elettrica sfruttando l'effetto fotovoltaico dell'interfaccia del semiconduttore. Il componente chiave di questa tecnologia è la cella solare. Le celle solari vengono confezionate e protette in serie per formare un modulo fotovoltaico di grandi dimensioni, che viene poi combinato con un regolatore di potenza o un dispositivo simile per costituire un generatore di energia fotovoltaica. L'intero processo è chiamato sistema di generazione di energia fotovoltaica. Il sistema di generazione di energia fotovoltaica è composto da pannelli solari, pacchi batteria, regolatori di carica e scarica, inverter fotovoltaici, scatole di giunzione e altre apparecchiature.
Perché utilizzare un inverter in un impianto di generazione di energia solare fotovoltaica?
Un inverter è un dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata. Le celle solari generano corrente continua (CC) quando vengono esposte alla luce solare, e anche la corrente continua immagazzinata nelle batterie è corrente continua. Tuttavia, il sistema di alimentazione in corrente continua presenta notevoli limitazioni. I carichi in corrente alternata (CA) come lampade fluorescenti, televisori, frigoriferi e ventilatori elettrici di uso quotidiano non possono essere alimentati in corrente continua. Affinché la generazione di energia fotovoltaica possa essere ampiamente utilizzata nella vita di tutti i giorni, gli inverter in grado di convertire la corrente continua in corrente alternata sono indispensabili.
L'inverter fotovoltaico, componente fondamentale dei sistemi di generazione di energia fotovoltaica, viene utilizzato principalmente per convertire la corrente continua generata dai moduli fotovoltaici in corrente alternata. Oltre alla conversione da corrente continua a corrente alternata, l'inverter massimizza le prestazioni delle celle solari e protegge il sistema dai guasti. Di seguito, una breve introduzione alle funzioni di funzionamento e spegnimento automatico dell'inverter fotovoltaico e alla funzione di controllo del tracciamento della potenza massima.
1. Funzione di controllo del tracciamento della potenza massima
La potenza erogata dal modulo fotovoltaico varia in base all'intensità della radiazione solare e alla temperatura del modulo stesso (temperatura del chip). Inoltre, poiché il modulo fotovoltaico ha la caratteristica che la tensione diminuisce all'aumentare della corrente, esiste un punto di funzionamento ottimale in cui si ottiene la massima potenza. L'intensità della radiazione solare varia e, ovviamente, anche il punto di funzionamento ottimale varia. Rispetto a queste variazioni, il punto di funzionamento del modulo fotovoltaico si trova sempre nel punto di massima potenza e il sistema ottiene sempre la massima potenza in uscita dal modulo. Questo controllo è chiamato controllo di inseguimento del punto di massima potenza (MPPT). La caratteristica principale degli inverter per impianti fotovoltaici è proprio l'integrazione della funzione di inseguimento del punto di massima potenza (MPPT).
2. Funzionamento automatico e funzione di arresto
Dopo l'alba, l'intensità della radiazione solare aumenta gradualmente, e di conseguenza anche la potenza erogata dalla cella solare. Quando viene raggiunta la potenza richiesta dall'inverter, quest'ultimo si avvia automaticamente. Una volta entrato in funzione, l'inverter monitora costantemente la potenza erogata dal modulo fotovoltaico. Finché la potenza erogata dal modulo fotovoltaico è superiore alla potenza richiesta per il funzionamento dell'inverter, quest'ultimo continua a funzionare; si arresta fino al tramonto, anche in caso di cielo nuvoloso o pioggia. Quando la potenza erogata dal modulo fotovoltaico diminuisce e la potenza erogata dall'inverter si avvicina a zero, l'inverter entra in modalità standby.
Oltre alle due funzioni descritte in precedenza, l'inverter fotovoltaico possiede anche la funzione di prevenzione del funzionamento indipendente (per sistemi connessi alla rete), la funzione di regolazione automatica della tensione (per sistemi connessi alla rete), la funzione di rilevamento della corrente continua (per sistemi connessi alla rete) e la funzione di rilevamento della messa a terra in corrente continua (per sistemi connessi alla rete), oltre ad altre funzioni. Nei sistemi di generazione di energia solare, l'efficienza dell'inverter è un fattore importante che determina la capacità delle celle solari e la capacità della batteria.
Data di pubblicazione: 1 aprile 2023
