Il periodo migliore dell'anno per utilizzare l'energia solare è l'estate. Ma per gli inverter solari potrebbe anche essere un periodo difficile. Un'ondata di calore sta attraversando alcune zone dell'Europa meridionale, con possibili temperature da record nei prossimi giorni. Si prevede che le temperature superino i 40°C in alcune zone di Spagna, Francia, Grecia, Croazia e Turchia. In Italia, le temperature potrebbero raggiungere i 48,8°C (119,8F). È stato emesso un allarme rosso per 10 città, tra cui Roma, Bologna e Firenze. Secondo gli esperti, i periodi di caldo eccezionale stanno diventando sempre più frequenti e i cambiamenti climatici rendono normale il verificarsi di temperature da record (BBC Weather, luglio 2023). In questo post del blog, quindi, si parlerà di come mantenere fresco il vostro inverter solare durante l'estate. Seguendo questi suggerimenti, potrete rilassarvi sapendo che funzionerà senza problemi per tutta la stagione!
Come funzionano gli inverter?
Uno dei componenti più importanti di un impianto a energia solare è l'inverter. Si tratta di un dispositivo che trasforma l'elettricità prodotta dai pannelli solari in corrente continua (DC) nell'elettricità in corrente alternata (AC) necessaria alla rete elettrica. La corrente continua mantiene la tensione dell'elettricità costante in una direzione. Quando la tensione passa da positiva a negativa in un circuito a corrente alternata, l'elettricità si muove in entrambe le direzioni. Un tipo di elettronica di potenza - una classe di dispositivi che controllano il flusso di energia elettrica - comprende gli inverter.
In sostanza, un inverter converte un ingresso CC in CA invertendo rapidamente la direzione dell'ingresso. Di conseguenza, da un ingresso in corrente continua viene prodotta un'uscita in corrente alternata. Un'onda sinusoidale pulita e ripetuta che fluttua nella tensione e può essere iniettata nella rete elettrica può essere creata anche utilizzando filtri e altri dispositivi elettronici. L'onda sinusoidale è la forma o l'andamento che la tensione assume nel tempo ed è il tipo di energia che la rete può utilizzare senza causare danni alle apparecchiature elettriche progettate per funzionare a frequenze e tensioni specifiche.
Se avete un sistema domestico alimentato a energia solare, l'inverter ha probabilmente numerose funzioni. Può monitorare il sistema e fungere da portale di comunicazione con le reti informatiche, oltre a trasformare l'energia solare in elettricità CA. I sistemi di accumulo solare più batteria, se costruiti a tale scopo, si affidano a inverter all'avanguardia per funzionare senza assistenza da parte della rete in caso di interruzioni.
Effetti delle alte temperature sugli inverter solari
1.Gli inverter solari hanno un certo intervallo di temperatura di funzionamento, e se questo intervallo di temperatura viene superato, l'efficienza ne risente.
Negli impianti fotovoltaici vengono utilizzate apparecchiature elettroniche come gli inverter, che comprendono un numero significativo di componenti elettronici comuni, circuiti integrati e transistor di commutazione ad alta potenza. La maggior parte dei componenti elettrici di tipo civile può operare in un intervallo di temperatura compreso tra -35°C e 70°C, mentre la maggior parte degli inverter solari può operare in un intervallo di temperatura compreso tra -30°C e 60°C. Oltre questo intervallo di lavoro, sia i normali circuiti elettronici che i circuiti integrati entrano in una condizione di instabilità. Questo stato è lieve e provoca la disattivazione dell'apparecchiatura del circuito, mentre la logica del circuito grave provoca danni all'apparecchiatura.
2. I condensatori degli inverter solari sono molto sensibili alla temperatura e le alte temperature possono addirittura causarne il guasto.
Negli inverter solari sono presenti molti condensatori elettrolitici e, per stabilizzare la tensione dell'ingresso fotovoltaico e prevenire le interferenze, in genere sono presenti diversi condensatori elettrolitici di grande capacità. Questi condensatori sono molto sensibili alle alte temperature perché causano la graduale evaporazione dell'elettrolita interno, che può ridurre la capacità o addirittura causare il guasto del condensatore.
3. Una temperatura eccessiva provoca la bruciatura del tiristore ad alta potenza dell'inverter solare.
Il tiristore ad alta potenza dell'inverter solare è un componente molto sensibile alla temperatura. Il corretto funzionamento e la durata del tiristore ad alta potenza saranno influenzati da una temperatura eccessiva e la temperatura eccessiva causerà la bruciatura del tiristore ad alta potenza.
4. Una temperatura eccessiva può causare danni ai materiali dell'inverter solare e una significativa riduzione dell'efficienza.
In una certa misura, i semiconduttori utilizzati negli inverter solari sono abbastanza robusti e possono resistere alle alte temperature. La temperatura ambiente dell'involucro dell'inverter è aumentata dal calore prodotto dall'inverter durante la conversione dell'energia CC in energia CA. Le ventole e/o i dissipatori di calore presenti nell'involucro dell'inverter dissipano il calore, che quindi aumenta. I livelli di calore non dovrebbero essere troppo elevati, perché in questo modo i materiali dell'inverter si deteriorano. Le parti metalliche dei condensatori potrebbero affaticarsi, le saldature potrebbero espandersi e rompersi, mentre l'isolamento diventerebbe fragile. Una volta che la temperatura raggiunge le soglie prestabilite, l'inverter interrompe la produzione di energia o riduce la sua potenza mediante un "declassamento", al fine di mantenere un livello di calore moderato.
Tipi di raffreddamento degli inverter
Prima di tutto, dobbiamo capire che il sistema di raffreddamento degli inverter comprende principalmente materiali come radiatori, ventole di raffreddamento e grasso termico. Attualmente esistono due metodi principali di raffreddamento degli inverter solari: il raffreddamento passivo e il raffreddamento attivo. Il raffreddamento attivo si riferisce alla realizzazione della dissipazione del calore dai dispositivi di riscaldamento locali all'ambiente circostante per ottenere il controllo della temperatura senza utilizzare energia ausiliaria esterna. Il raffreddamento passivo è principalmente un metodo per forzare l'aria circostante a fluire intorno al dispositivo per mezzo di ventole, ecc. in modo da sottrarre il calore emesso dal dispositivo.
Raffreddamento attivo
Le alette di raffreddamento dell'inverter disperdono il calore in modo naturale o passivo, senza l'ausilio di una ventola. La durata di vita dell'inverter solare si riduce a causa dei punti caldi di aria calda causati dall'assenza di movimento dell'aria. I sistemi di raffreddamento attivo sono spesso adatti per applicazioni a bassa potenza, come il raffreddamento di impianti a energia solare, che di solito includono tre principali modalità di trasferimento del calore: conduzione, convezione e irraggiamento, tra cui la convezione è dominata dalla convezione naturale.
Il raffreddamento attivo è spesso adatto a dispositivi e componenti a bassa potenza che non richiedono un controllo della temperatura elevato e la densità del flusso di calore del dispositivo non è elevata; inoltre, i dispositivi sigillati o densamente assemblati non sono adatti ad altre tecnologie di raffreddamento.
Raffreddamento passivo
Il raffreddamento passivo è la seconda opzione dopo il raffreddamento attivo. Il raffreddamento passivo riduce i punti caldi raffreddando in modo efficiente tutte le parti elettriche e i dissipatori di calore, abbassando così la temperatura. Riducendo la tensione dei componenti, si aumenta la durata di vita degli inverter solari. Poiché l'efficienza della dissipazione del calore influisce sulla produzione di energia, la ventola di raffreddamento dell'inverter è essenziale.
Si tratta di un metodo di dissipazione del calore dal funzionamento semplice e dall'effetto evidente. Questo metodo di raffreddamento può essere utilizzato il più possibile se lo spazio tra i componenti all'interno della parte è adatto al flusso d'aria o all'installazione di dissipatori di calore o ventole locali per il raffreddamento.
Cosa possiamo fare per mantenere fresco l'inverter solare durante le giornate calde?
1. Installare gli inverter in zone fresche (su una parete ombreggiata piuttosto che sul tetto).
Assicuratevi innanzitutto che l'inverter solare sia montato in una posizione fresca e ombreggiata. Ciò contribuirà a ridurre la temperatura dell'inverter e ad evitarne il surriscaldamento.
Alcuni installatori circondano l'inverter con ventole di raffreddamento per computer per mantenere la temperatura corretta.
Controllate la temperatura dell'inverter solare. Se diventa troppo caldo, raffreddarlo. Le ventole solari possono aiutare. Le ventole solari raffreddano l'inverter facendo circolare l'aria. In mancanza di un ventilatore solare, puntate un normale ventilatore sull'inverter. Evitare di soffiare i rifiuti dei pannelli solari sull'inverter per non surriscaldarlo.
2. Selezionare aree con un'adeguata circolazione dell'aria. Assicurarsi quando è necessaria un'ulteriore ventilazione.
È necessario assicurarsi che l'area intorno all'inverter solare abbia un flusso d'aria sufficiente. Se l'inverter viene collocato in un'area ristretta, la temperatura potrebbe aumentare e l'inverter solare potrebbe subire danni.
Per garantire una ventilazione ottimale, lasciare almeno 30 cm di spazio su tutti i lati dell'inverter solare. Inoltre, assicuratevi che l'inverter solare non sia situato vicino a dispositivi che producono calore, come stufe o asciugatrici.
Gli inverter sono in genere dotati di prese d'aria sul fondo o sui lati per far uscire l'aria calda. Per garantire un funzionamento efficiente dell'inverter solare, queste devono essere tenute libere.
È particolarmente importante assicurarsi che l'inverter solare abbia una ventilazione eccellente se si risiede in un clima caldo.
Per migliorare il flusso d'aria è necessario
(1) Installare l'inverter solare in uno spazio aperto, ad esempio vicino a una finestra o a una porta o su una parete.
(2) Creare una ventilazione trasversale con un ventilatore da scrivania
(3) Far entrare aria fresca aprendo porte e finestre.
3. Evitare di posizionare gli inverter sotto i raggi diretti del sole. Per le installazioni all'aperto, utilizzare le coperture o le ombre degli inverter esistenti.
Molte persone non sanno che installare il proprio inverter alla luce diretta del sole è una cattiva idea. Molti produttori raccomandano di installare l'inverter "in un luogo non esposto alla luce solare diretta" nel manuale di istruzioni. Bisogna sempre evitare l'esposizione diretta al sole e le temperature eccessive, sia che si tratti del sole del mattino che del caldo del pomeriggio.
Se la vostra casa o il vostro ufficio non dispone di uno spazio ombreggiato adeguato e siete abili nel fai-da-te, potete anche creare una scatola di tessuto ombreggiante che si adatti all'inverter e si ancori alla parete.
L'installazione di un tessuto ombreggiante per creare una copertura in stile tenda da sole, come si vede nell'immagine di esempio qui sotto, è un'ulteriore opzione.
4.Mantenere la distanza minima consigliata dalla guida all'installazione da altri inverter o da oggetti vicini.
Assicurarsi che ci sia spazio sufficiente tra gli inverter se ce ne sono diversi.
Assicurarsi che il posizionamento di più inverter impedisca il trasferimento di calore tra di essi. Gli inverter decentrati a raffreddamento passivo consentono la fuoriuscita del calore dai dissipatori verso l'alto.
Se si prevede che il sito di installazione possa essere soggetto a temperature più elevate, aumentare la distanza.
5. Dopo l'installazione dell'inverter, è importante prestare attenzione alla manutenzione continua.
Mantenere la dissipazione del calore e il raffreddamento dell'inverter pulendo regolarmente la ventola, il coperchio della ventola o il dissipatore di calore. In genere, l'inverter utilizza una sofisticata tecnologia di raffreddamento ad aria per dissipare il calore e la ventola varia intelligentemente la sua velocità in risposta alla temperatura interna dell'inverter. Se il funzionamento è costante, l'inverter può anche prolungare la vita utile della ventola. Inoltre, l'inverter è dotato di una funzione di allarme per il guasto del ventilatore, che consente al personale addetto al funzionamento e alla manutenzione di ricevere le informazioni di allarme nello sfondo del monitoraggio, di individuare il guasto in modo rapido e preciso e di aiutare il personale addetto al funzionamento e alla manutenzione a risolvere il guasto del ventilatore in modo tempestivo, in modo da ridurre al minimo la perdita di produzione di energia e garantire i ricavi della produzione di energia.
A causa del riscaldamento globale, negli ultimi anni in Europa si sono verificate più ondate di calore e temperature estreme. L'inverter o gli inverter del vostro impianto solare possono occasionalmente subire stress a causa delle temperature più elevate del sole in una giornata calda. Questi suggerimenti possono aiutarvi a mantenere l'inverter solare fresco e funzionante per tutta l'estate. Utilizzate l'energia solare per alimentare la vostra casa e sfruttate l'energia del sole.
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