Inverter fotovoltaico: un corretto dimensionamento
Come dimensionare un inverter solare
L’inverter è il vero e proprio motore di ogni impianto fotovoltaico. Infatti, oltre a garantire il corretto funzionamento del sistema, permette il monitoraggio costante di tutte le differenti fasi di produzione energetica.
Poiché il prezzo di un inverter rappresenta circa il 10% del costo totale di un impianto fotovoltaico, è importante scegliere quello più adatto, così come proteggerlo da tutti i possibili guasti a cui può andare incontro.
Ma come capire quale scegliere?
In questo articolo te lo raccontiamo, illustrandoti quali sono le operazioni necessarie per ottenere il corretto dimensionamento dell’inverter per ogni tipologia di impianto.
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Inverter: cos’è e a cosa serve
Prima di parlare del suo corretto dimensionamento, andiamo a conoscere di più riguardo un inverter fotovoltaico.
Oltre alla sua funzione primaria di trasformare la corrente continua prodotta dai moduli fotovoltaici in corrente alternata utilizzabile, l'inverter svolge una serie di compiti fondamentali per garantire il corretto funzionamento e le prestazioni ottimali del sistema fotovoltaico.
Una delle funzioni più importanti dell'inverter è l'ottimizzazione del sistema. Questo significa che l'inverter regola costantemente la potenza e la tensione in ingresso dai pannelli solari per massimizzare l'efficienza complessiva del sistema. Questa ottimizzazione è essenziale per garantire che l'impianto produca la massima quantità di energia possibile in base alle condizioni di luce solare disponibili in un determinato momento.
Inoltre, l'inverter svolge un ruolo cruciale nella protezione del sistema fotovoltaico da guasti, cortocircuiti e sovratensioni. Dispone di dispositivi di protezione integrati che monitorano costantemente le condizioni del sistema e interrompono automaticamente l'alimentazione in caso di problemi rilevati. Questo aiuta a prevenire danni agli apparecchi elettrici collegati al sistema fotovoltaico e a garantire la sicurezza degli utenti e degli installatori.
Alcuni inverter più avanzati possono anche offrire funzionalità di monitoraggio e controllo remoto. Questo consente agli utenti di monitorare le prestazioni del sistema e di gestire le impostazioni dell'inverter da qualsiasi luogo tramite un'applicazione mobile o una piattaforma online. Questa funzionalità fornisce agli utenti maggiore visibilità e controllo sulle prestazioni del sistema, consentendo loro di ottimizzare l'efficienza energetica e risolvere eventuali problemi in modo rapido ed efficiente.
Ecco per te un'infografica sul funzionamento di un inverter fotovoltaico:
L'inverter fotovoltaico è disponibile in due principali varianti: monofase e trifase, ognuna adatta a differenti contesti di installazione e applicazioni specifiche nell'ambito dei sistemi fotovoltaici.
- Gli inverter monofase sono comunemente utilizzati in impianti fotovoltaici di dimensioni più ridotte, generalmente con una potenza inferiore a 6 kW. Questi inverter sono progettati per funzionare con reti elettriche monofase, che sono il tipo di rete più comune nelle abitazioni e piccole aziende. Gli inverter monofase hanno due connettori, uno per la fase e uno per il neutro, e sono progettati per gestire e convertire la corrente continua prodotta dai pannelli solari in corrente alternata in modo efficiente e affidabile
- D'altra parte, gli inverter trifase sono progettati per reti elettriche trifase, che sono più comuni negli edifici commerciali, industriali e nelle grandi aziende. Questi inverter sono composti da tre connettori, ciascuno collegato a una fase diversa del sistema trifase. Essi sono adatti per impianti fotovoltaici di dimensioni maggiori e con una potenza superiore, in quanto sono in grado di gestire e bilanciare le diverse correnti alternate generate dai pannelli solari in modo efficiente e uniforme su tutte e tre le fasi della rete elettrica.
La scelta tra un inverter monofase e trifase dipende quindi dalle specifiche del progetto, inclusa la dimensione dell'impianto, il tipo di rete elettrica disponibile e le esigenze dell'utente finale. È importante considerare anche altri fattori, come le condizioni di illuminazione solare, l'orientamento dei pannelli solari e la topologia della rete elettrica locale, al fine di garantire un'installazione ottimale e prestazioni affidabili nel lungo termine.
Passa all'energia solare con OtovoCome si dimensiona correttamente un inverter fotovoltaico?
Dimensionare un inverter fotovoltaico richiede una serie di calcoli e valutazioni preliminari.
Inizialmente, è essenziale determinare il numero massimo di moduli che possono essere collegati in serie per formare una stringa. Questo implica il calcolo della tensione totale della stringa in condizioni sfavorevoli, ad esempio quando la temperatura è al minimo e la radiazione solare è massima.
Tuttavia, il processo di dimensionamento non si limita a questo primo passo. È necessario seguire una serie di fasi aggiuntive che possono variare a seconda delle specifiche dell'impianto fotovoltaico in questione.
Vediamo dunque come procedere al corretto dimensionamento dell’inverter negli impianti grid connected e in quelli stand alone.
Dimensionamento inverter per impianto grid connected
I sistemi collegati alla rete elettrica nazionale, noti come grid-connected, rappresentano una modalità comune di installazione. In questo contesto, l'energia solare generata dall'impianto è utilizzabile direttamente all'interno dell'edificio, mentre l'eccedenza può essere ceduta alla rete attraverso un meccanismo di scambio.
Questa modalità, ampiamente diffusa e proposta anche da Otovo, semplifica notevolmente il processo di dimensionamento.
La selezione della potenza dell'inverter è fondamentale in questa tipologia di impianto. È essenziale che l'inverter abbia una potenza equivalente a quella fornita dai pannelli solari, garantendo così un funzionamento efficiente e sicuro. Questo requisito è cruciale poiché l'inverter deve essere in grado di gestire anche picchi di produzione dovuti a condizioni di irraggiamento solare elevato.
Optare per un'inverter con potenza insufficiente potrebbe compromettere la produzione di energia e danneggiare l'apparecchiatura stessa. Ad esempio, se l'impianto fotovoltaico è da 3 kW, sarà necessario un inverter con una potenza di 3 o 3,5 kW.
Se il processo di dimensionamento in questa tipologia di impianto è relativamente semplice, lo stesso non si può dire per gli impianti isolati dalla rete elettrica nazionale. In quest'ultimo caso, è richiesta una maggiore attenzione e cura nel procedimento di dimensionamento. Andiamo a vedere nel dettaglio!
Richiedi un preventivo gratuitoDimensionamento inverter per impianto a isola
Il sistema fotovoltaico noto anche come off-grid o stand-alone opera in modo indipendente dalla rete elettrica nazionale. In questo tipo di impianto, l'energia generata dai pannelli solari non è direttamente immessa nella rete, bensì viene accumulata in batterie speciali per essere utilizzata in momenti di necessità. Questa configurazione risulta particolarmente vantaggiosa per le abitazioni situate in zone remote o difficilmente accessibili, dove l'allacciamento alla rete nazionale potrebbe risultare poco pratico o economicamente svantaggioso.
Il dimensionamento dell'inverter in un impianto di questo tipo richiede un calcolo accurato del massimo carico di picco. Tale termine indica la potenza massima che un inverter è in grado di erogare per un breve periodo, solitamente compreso tra pochi secondi e 15 minuti. È essenziale che la potenza fornita all'inverter dal regolatore di carica, responsabile di mantenere una corrente costante, non sia mai inferiore alla potenza richiesta dal carico che si desidera alimentare. In media, si consiglia che tale potenza sia superiore di circa il 25-30%.
Questo approccio assicura un funzionamento efficiente e affidabile del sistema, garantendo che l'energia necessaria sia sempre disponibile per soddisfare le esigenze dell'utenza, anche in situazioni di picco di consumo.
Quanti inverter è necessario usare?
Spesso più inverter vengono collegati assieme così da accumulare una maggior quantità di potenza, dando vita a quello che si definisce stacking di inverter.
Il stacking degli inverter è una pratica comune in molti impianti fotovoltaici, soprattutto quelli di dimensioni maggiori o destinati a utilizzi particolari. Questa tecnica consiste nel collegare insieme più inverter, ciascuno responsabile di una porzione dell'impianto fotovoltaico, al fine di accumulare una maggiore quantità di potenza e migliorare le prestazioni complessive del sistema.
Tuttavia, l'utilizzo del stacking degli inverter non è sempre necessario o vantaggioso, e può essere applicato in modo ottimale solo in determinate situazioni, come negli impianti grid connected. In tali impianti, in cui l'energia prodotta dai pannelli solari viene integrata con l'energia fornita dalla rete nazionale, il "stacking" degli inverter può offrire diversi vantaggi.
Uno dei principali vantaggi del stacking degli inverter in un impianto grid connected è la ridondanza e la resilienza del sistema. Suddividendo l'impianto in più parti dotate di propri inverter, si limita l'impatto dei guasti individuali su tutto il sistema. In caso di malfunzionamento di un singolo inverter, gli altri inverter continuano a operare senza interruzioni significative, garantendo una continuità operativa e riducendo al minimo la perdita di produzione di energia.
Inoltre, il stacking degli inverter può contribuire a migliorare la resa complessiva del sistema fotovoltaico. Distribuendo la potenza tra più inverter, è possibile ottimizzare l'efficienza complessiva del sistema e massimizzare la produzione di energia solare in base alle condizioni di luce e alle variazioni di carico.
Tuttavia, è importante notare che il stacking degli inverter può comportare costi aggiuntivi e complicazioni nella progettazione e nell'installazione dell'impianto fotovoltaico. Pertanto, è fondamentale valutare attentamente i vantaggi e gli svantaggi di questa pratica in base alle specifiche del progetto e alle esigenze dell'utente finale.
Conclusione
In questo articolo abbiamo affrontato il tema del corretto dimensionamento dell’inverter, elemento fondamentale di un impianto fotovoltaico che ne caratterizza l’efficienza.
La scelta e il dimensionamento corretti dell'inverter sono aspetti critici per garantire l'efficienza e le prestazioni ottimali di un impianto fotovoltaico. È importante comprendere i fattori chiave che influenzano questa decisione e seguire le migliori pratiche per ottenere i massimi benefici dall'energia solare.
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Come dimensionare l'inverter di un impianto fotovoltaico?
Per dimensionare un inverter bisogna considerare la sua potenza e calcolare il numero massimo di moduli che possono essere collegati in stringhe.
Come scegliere la potenza di un inverter?
La potenza dell'inverter si deve scegliere in base alla somma delle potenze delle utenze che si desidera alimentare.