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n.5 marzo 2012
SOLUZIONI
FOTOVOLTAICHE
Per ogni installazione di impianti
solari fotovoltaici (FV), ciò che
interessa all’utente finale è il
costo di estrazione di energia
dall’impianto per la durata del
ciclo di vita, quello che possiamo
chiamare “costo per watt
prodotto”. Per una determinata
serie di condizioni ambientali, tale
costo viene stabilito da diversi
parametri:
- l’efficienza del modulo
solare, cioè la sua capacità di
trasformare la luce solare in
elettricità sotto forma di uscita di
corrente continua (CC);
- l’efficienza della conversione
di energia dall’uscita a CC dei
moduli solari a corrente alternata
(CA) per la connessione alla rete;
- il costo capitale dell’hardware
del sistema, più la progettazione
e l’installazione;
- i costi di manutenzione durante
il ciclo di vita dell’impianto.
L’efficienza del modulo FV
varia in base al tipo di modulo,
dal 6% circa per quelli che
utilizzano cellule solari basate
su silicio amorfo, al 40%-45%
per alcuni prototipi di laboratorio.
Un intervallo tipico per i moduli
attualmente disponibili sul
mercato si colloca tra il 15 e
il 20%. In generale, il costo
del modulo è direttamente
proporzionale alla sua efficienza.
L’efficienza della conversione
di energia da CC in CA dipende
dall’architettura dell’installazione,
dalle perdite all’interno
dell’impianto e dall’efficienza
degli inverter che svolgono il
processo di conversione da CC a
CA. L’efficienza dell’inverter può
essere indicata come efficienza
di picco, la cifra più alta che
l’inverter può raggiungere, oppure
Efficienza pesata CEC, una cifra
definita dalla California Energy
Commission tesa a valutare
l’efficienza media dell’inverter.
Principi essenziali
dell’architettura solare FV
Attualmente sono implementate
tre principali architetture di
impianto.
1) I sistemi convenzionali
implementano dei moduli solari
collegati in serie per formare
una “stringa”. L’alta tensione,
l’uscita di alta corrente a CC che
ne deriva, viene quindi introdotta
in un inverter di stringa. Per
le applicazioni commerciali e
residenziali, gli inverter di stringa
sono generalmente regolati tra
1 e 10 kW. L’efficienza di picco
è normalmente nell’ordine del
96% o 98% e l’efficienza pesata
CEC tra il 95% e il 97%. Tuttavia,
l’alta tensione all’interno dei
cavi che collegano i moduli e
alimentano l’uscita all’inverter di
stringa comporta perdite sui cavi
relativamente alte. La resistenza
elettrica dei cavi provoca una
perdita di energia sotto forma di
calore.
2) I sistemi solari FV con
ottimizzatori di potenza CC-
CC dietro ogni modulo solare,
consentono di applicare una
tecnica definita tracciamento del
punto di massima potenza (Mppt
- Maximum Power Point Tracking)
a livello individuale del modulo,
piuttosto che a livello generale
dell’impianto. Questo estrae la
massima raccolta energetica da
ogni modulo con il variare delle
condizioni di irraggiamento. Gli
ottimizzatori di potenza CC-CC
sono disponibili con un’efficienza
di picco molto elevata, superiore
al 99% (non esiste alcuna
categoria di efficienza pesata
CEC per dispositivi CC-CC; si
applica solo agli inverter CC-
CA.). Gli ottimizzatori sono
collegati in serie e in combinazioni
parallele; l’architettura esatta
dipende dall’installazione.
Tuttavia, per trasformare l’uscita
a CC da questi dispositivi a CA
per il collegamento alla rete, è
necessario un inverter aggiuntivo.
Le perdite dell’impianto sono la
somma delle perdite del cablaggio
a CC, degli ottimizzatori di
potenza CC-CC e dell’inverter
CC-CA.
3) L’architettura del micro inverter
implica il montaggio di un inverter
MICRO INVERTER
Migliore resa energetica per gli impianti fotovoltaici
I micro inverter Enecsys ottimizzano la resa energetica del
modulo solare trasformando in maniera efficiente la potenza
CC prodotta dal modulo in potenza CA per la fornitura alla
rete elettrica
Bernd Kohlstruck*
*Vice President Vendite & Marketing Europa e Direttore Generale, Enecsys Europe GmbH