Inverter solari: Un componente chiave dei sistemi di energia solare

Contenuto: contenuto

Che cos'è un inverter?

Come funzionano gli inverter solari？

Quali sono i tipi di inverter?

Quali sono i vantaggi degli inverter?

Quali problemi possono verificarsi con l'inverter?

Come effettuare la manutenzione dell'inverter?

Come adattare l'inverter solare al modulo solare?

Che cos'è l'MPPT?

Gli inverter sono componenti cruciali dei sistemi a energia solare e svolgono un ruolo fondamentale nella conversione della corrente continua generata dai pannelli solari in corrente alternata che può essere utilizzata per alimentare abitazioni e industrie. Scoprite con noi le funzioni e l'importanza degli inverter.

Un inverter solare è un dispositivo elettronico utilizzato per convertire l'elettricità in corrente continua (DC) raccolta dai pannelli solari fotovoltaici (PV) in elettricità in corrente alternata (AC) per fornire energia a un'abitazione, a un'apparecchiatura industriale o alla rete elettrica. L'elettricità generata dal modulo solare è in corrente continua, ma la maggior parte delle apparecchiature e delle reti che consumano energia utilizzano la corrente alternata. Per questo motivo, gli inverter svolgono un ruolo fondamentale nei sistemi di energia solare, convertendo la corrente continua in corrente alternata adatta all'uso domestico o all'immissione in rete.

Come funzionano gli inverter solari？

Quando la luce solare entra in contatto con i pannelli solari, noti anche come celle fotovoltaiche (PV), costruiti con semiconduttori di silicio cristallino o arseniuro di gallio, si mette in moto un processo sofisticato. Questi strati di semiconduttori sono costituiti da una combinazione di strati positivi e negativi interconnessi da giunzioni. A contatto con la luce solare, questi semiconduttori assorbono l'energia solare, innescando un flusso di energia all'interno della cella fotovoltaica. Questa energia circola, interagendo con gli elettroni liberi, che fanno la spola tra gli strati positivi e negativi, generando così corrente continua (DC), una corrente elettrica caratterizzata da un flusso unidirezionale. Una volta prodotta, l'energia elettrica può essere immagazzinata in una batteria per un uso successivo o trasmessa direttamente a un inverter, a seconda del tipo specifico di impianto solare realizzato.

1. Inverter di stringa

Una "stringa" si riferisce a un array di pannelli solari organizzati in gruppi o file e collegati in una configurazione in serie. Affinché un inverter di stringa funzioni in modo ottimale, è indispensabile che tutti i pannelli di una determinata stringa abbiano la stessa distanza e lo stesso orientamento.

In particolare, è possibile collegare più stringhe a un singolo inverter. Infatti, molti inverter di stringa sono dotati di 2 o addirittura 3 MPPT (Maximum Power Point Tracking). Ciò significa essenzialmente che diverse stringhe di pannelli solari possono essere associate a ciascun MPPT. Questa configurazione è particolarmente vantaggiosa per scenari come le installazioni est/ovest, dove due stringhe di pannelli possono fornire una produzione di energia solare senza precedenti.

2. Micro inverter

I microinverter sono una tecnologia relativamente nuova che è diventata una scelta popolare per gli impianti fotovoltaici domestici. Dato che un sistema di pannelli solari con un inverter di stringa può essere influenzato da guasti o ombreggiamenti dei singoli pannelli, i sistemi a micro inverter risolvono questo problema. In un sistema a micro inverter, infatti, ogni singolo pannello solare dispone di un proprio inverter, isolando così eventuali problemi. Di conseguenza, i microinverter sono spesso considerati un modo per installare più pannelli solari su un tetto. Le zone d'ombra non sono più un tabù e la necessità di mescolare gli orientamenti non è più un problema. Sebbene un sistema di micro inverter sia solitamente più costoso di un inverter di stringa tradizionale, può aumentare la produzione di energia solare e quindi migliorare il ritorno sull'investimento.

La Maysun Balcony Power Station Mini PV, che contiene 2 pannelli solari personalizzati (390-410 W, pannello posteriore trasparente) e 2 micro inverter Hoymiles da 400 W. I microinverter migliorano la produzione di energia della centrale elettrica da balcone, riducendo molti potenziali problemi come l'impatto dell'ombreggiamento, i punti caldi causati da discrepanze prestazionali tra i moduli, sfide nella scalabilità del sistema, difficoltà nel monitoraggio e nel rilevamento dei guasti, inefficienze nelle prestazioni complessive del sistema e problemi di sicurezza legati alle tensioni di corrente continua elevate.

3. Inverter solare ibrido

Quando si intraprende l'installazione di un nuovo impianto fotovoltaico con accumulo di energia, il concetto di inverter ibrido è molto interessante. Poiché i pannelli solari generano elettricità in corrente continua (DC), è indispensabile che un inverter faciliti la conversione di questa energia DC in corrente alternata (AC) per il funzionamento continuo degli elettrodomestici. Tuttavia, è fondamentale riconoscere che le celle solari immagazzinano intrinsecamente l'elettricità in forma di corrente continua. Ecco che entra in gioco l'inverter solare ibrido, una soluzione versatile in grado non solo di trasformare la corrente continua in arrivo in corrente alternata, ma anche di indirizzare in modo intelligente l'energia continua in eccesso verso le celle solari per immagazzinarla o venderla potenzialmente alla rete. L'energia immagazzinata può essere successivamente sfruttata e riconvertita in corrente alternata ogni volta che la casa lo richiede.

4. Inverter di potenza

Gli inverter di potenza offrono molti degli stessi vantaggi dei microinverter e sono collocati su ogni singolo pannello. Gli inverter di potenza, noti anche come ottimizzatori di potenza CC, forniscono un'ottimizzazione a livello di pannello e un monitoraggio delle prestazioni. A differenza di un sistema a microinverter, invece di convertire la corrente continua in corrente alternata direttamente sul tetto, l'ottimizzatore trasferisce la corrente continua a un inverter di stringa. Può essere installato accanto al sistema di accumulo a batterie. Essendo a livello di modulo, sono spesso un'alternativa più economica ai microinverter.

1. Massimizzare la produzione di energia

Gli inverter solari tengono traccia della tensione del vostro impianto solare per massimizzare la potenza operativa dei vostri pannelli solari in modo da produrre la maggior quantità di energia pulita possibile.

Gli inverter solari residenziali collegati alla rete sono noti per la produzione di un'onda sinusoidale più incontaminata, un parametro che misura la transizione senza interruzioni della corrente elettrica. Questa qualità superiore dell'onda sinusoidale li distingue dagli inverter economici che generano un'onda sinusoidale modificata. Il vantaggio di un'onda sinusoidale più pura è la capacità di garantire il funzionamento regolare ed efficiente di apparecchiature delicate e sensibili.

2. Monitoraggio dell'uscita del sistema

Osservare il proprio impianto solare che genera migliaia di watt durante una giornata di sole è davvero esaltante. Di conseguenza, è naturale che la maggior parte dei proprietari di casa cerchi un mezzo per monitorare le prestazioni del proprio prezioso investimento.

La maggior parte degli inverter per pannelli solari è dotata di meccanismi integrati per la visualizzazione della produzione di energia in tempo reale. Inoltre, alcuni modelli avanzati offrono la comodità di monitorare le prestazioni dell'intero impianto solare attraverso un'applicazione mobile dedicata o un'interfaccia web di facile utilizzo. Se qualcosa va storto, alcuni inverter domestici controllano automaticamente le prestazioni dell'impianto solare e avvisano l'utente se rilevano un problema con uno dei componenti. È inoltre possibile utilizzare il monitoraggio delle prestazioni dell'inverter domestico per verificare periodicamente il funzionamento dei componenti dell'impianto e assicurarsi che stiano producendo la giusta quantità di energia.

3. Comunicare con la rete elettrica

In caso di interruzione temporanea dell'alimentazione, l'inverter solare garantisce che l'energia non venga trasmessa dai pannelli alle linee elettriche esterne. In questo modo, gli addetti alle linee che potrebbero ispezionare o riparare la rete saranno al riparo.

Se avete un impianto solare completo o se la vostra casa non ha bisogno di generare tutta l'energia solare, l'inverter può anche immettere l'energia in eccesso nella rete per aiutarvi a generare crediti di energia netta.

1. Guasto o danno all'inverter:

I componenti interni dell'inverter potrebbero danneggiarsi, causando l'interruzione del funzionamento o un peggioramento delle prestazioni. Il guasto può essere causato dall'invecchiamento dei componenti, dall'affaticamento dei materiali, da difetti di fabbricazione o da condizioni di funzionamento inadeguate. La riparazione può richiedere la sostituzione o la riparazione dell'inverter.

1. Fallimento dell'MPPT:

L'inseguimento del punto di massima potenza (MPPT) è una funzione chiave dell'inverter che assicura che i pannelli solari lavorino con un'efficienza ottimale. Un guasto dell'MPPT può essere causato da un problema di software, da un problema di circuito o da un sensore difettoso. In questo caso, i pannelli solari non riescono a produrre la massima potenza, riducendo così l'efficienza del sistema.

1. Problemi di comunicazione:

Gli inverter comunicano tipicamente con i sistemi di monitoraggio o con le piattaforme di monitoraggio remoto per il monitoraggio a distanza e la risoluzione dei problemi. I problemi di comunicazione possono essere causati da problemi di rete, guasti ai moduli di comunicazione, errori di impostazione o problemi di software. Ciò può comportare l'impossibilità per il sistema di monitoraggio di acquisire dati in tempo reale o di eseguire operazioni di telemetria.

1. Problemi di surriscaldamento:

Gli ambienti a temperatura elevata possono causare il surriscaldamento dell'inverter. Le misure di dissipazione del calore e la posizione dell'inverter sono fondamentali per garantire che l'inverter possa dissipare il calore in modo efficace e non si surriscaldi. Il surriscaldamento può causare il deterioramento delle prestazioni dell'inverter o il danneggiamento dell'elettronica interna.

1. Pulizia e ispezione:

Pulire regolarmente l'involucro dell'inverter per assicurarsi che non vi siano accumuli di polvere, sporcizia o detriti. Per la pulizia, utilizzare un panno o una spazzola asciutti e morbidi ed evitare l'uso di acqua o solventi chimici per evitare l'ingresso di acqua o il danneggiamento dei componenti elettronici. Controllare che non vi siano ragnatele, insetti o altri piccoli animali che potrebbero compromettere la dissipazione del calore o causare cortocircuiti.

1. Controllare i collegamenti dei cavi:

Controllare periodicamente i collegamenti dei cavi dell'inverter per verificare che siano ben saldi e sicuri e che non siano allentati o ossidati. I collegamenti allentati possono causare un aumento della resistenza, con conseguenti problemi di surriscaldamento.

1. Monitoraggio della temperatura ambiente:

Gli inverter che operano in ambienti caldi richiedono un'attenzione particolare. Assicurarsi che l'inverter sia installato in un luogo ben ventilato e ombreggiato per ridurre al minimo il rischio di surriscaldamento. Monitorare la temperatura di funzionamento dell'inverter per assicurarsi che non si surriscaldi.

4. Mantenere il sistema di raffreddamento:

Gli inverter sono spesso dotati di sistemi di raffreddamento integrati, come ventole o dissipatori di calore. Assicurarsi che questi sistemi di raffreddamento siano mantenuti puliti e non bloccati, in modo che l'inverter possa dissipare il calore in modo efficace.

Oggi sul mercato sono presenti molti marchi di inverter, come Huawei, Homer, Growat, SMA e molti altri. Non preoccupatevi, questi inverter sono tutti compatibili con i pannelli solari Maysun.

1. Corrispondenza della potenza nominale:

L'inverter solare deve avere una potenza nominale sufficiente per gestire la potenza di uscita del modulo solare collegato. La potenza nominale dell'inverter dovrebbe essere leggermente superiore alla potenza massima in uscita del modulo solare per garantire che il modulo solare sia in grado di funzionare al massimo delle sue potenzialità. Quando si sceglie un inverter, assicurarsi che la sua potenza nominale sia adeguata alla capacità totale del modulo solare.

2. Corrispondenza della corrente di ingresso:

L'inverter deve anche adattarsi alla corrente di uscita del modulo solare. La corrente di uscita varia in base alle condizioni di luce e alla temperatura e l'inverter deve essere in grado di gestire questa variazione.

3. Metodo di connessione in ingresso:

I moduli solari sono solitamente collegati all'inverter in serie o in parallelo. I collegamenti in serie aumentano la tensione del sistema, mentre i collegamenti in parallelo aumentano la corrente del sistema. L'inverter deve supportare il metodo di collegamento specifico.

1. Funzione MPPT (Maximum Power Point Tracking):

Molti inverter solari moderni sono dotati di una funzione MPPT, che tiene traccia dell'attuale punto di massima potenza del modulo solare per garantire un'efficienza di conversione energetica ottimale. Assicuratevi che il vostro inverter sia dotato di questa funzione e configuratelo per massimizzare l'uso dell'energia.

Esempi:

Maysun Balcony Power Station MiniPV ：Come si adattano i pannelli solari all'inverter?

La Balcony Power Station MiniPV di Maysun abbina il pannello solare Venusun S, con una gamma di potenza di 390W-410W e una corrente massima di 9,32A, e l'inverter Hoymiles HMS-400-1A, progettato per una gamma di potenza dei moduli di 320W-540W+ e una corrente massima di ingresso di 14A. L'abbinamento delle specifiche di potenza e di corrente massima assicura la perfetta compatibilità tra i due inverter, garantendo un funzionamento efficiente ed efficace.

Le prestazioni di un modulo fotovoltaico (FV) dipendono dalla tensione e dalla corrente di uscita, che corrispondono alla curva I-V (in verde) e alla curva P-V (in blu). Per garantire che l'inverter sfrutti la massima potenza, è fondamentale mantenere la tensione CC nel punto specifico contrassegnato dal punto rosso: questo punto è noto come punto di massima potenza. Ad esempio, se il punto di massima potenza corrisponde a 500 V, la potenza erogata a questo livello di tensione raggiunge i 200 watt. Al contrario, il funzionamento a 480V produce circa 190 watt, mentre 530V produce solo circa 185 watt. Chiaramente, nessuna di queste alternative raggiunge l'efficienza dell'impostazione a 500V. Trascurare la traccia di 500 V porta a una diminuzione della produzione di energia.

Ora, ci si potrebbe chiedere perché sia indispensabile tenere costantemente sotto controllo questo punto ottimale. La logica di questa pratica risiede nella variabilità intrinseca delle prestazioni del modulo fotovoltaico, influenzata da fattori quali l'intensità della luce, la temperatura e l'ombreggiatura. Di conseguenza, la posizione del punto di massima potenza varia nel corso della giornata: potrebbe essere 530 V al mattino, 500 V a mezzogiorno e 520 V nel pomeriggio. Di conseguenza, il regolatore deve cercare costantemente il punto di massima potenza, utilizzando una tecnica nota come inseguimento del punto di massima potenza (MPPT). Questo approccio garantisce che il pannello fotovoltaico massimizzi la sua produzione di energia nell'arco della giornata, riducendo al minimo lo spreco di preziose risorse solari.

Quando il modulo fotovoltaico risponde alle fluttuazioni dell'intensità luminosa e alle variabili ambientali esterne, la sua potenza in uscita fluttua di conseguenza. In situazioni di luce solare intensa, gli inverter dotati di MPPT sono fondamentali per sfruttare tutto il potenziale del modulo fotovoltaico, consentendogli di funzionare costantemente al punto di massima potenza. In sostanza, in condizioni di radiazione solare stabile, la potenza erogata dopo l'MPPT supera quella ottenuta prima dell'impiego dell'MPPT, sottolineando l'importanza di questa tecnologia.

Maysun non produce inverter, ma lavora a stretto contatto con alcuni noti produttori di inverter. Quando sceglierete di acquistare i nostri pannelli fotovoltaici, beneficerete anche della collaborazione con produttori di inverter di alta qualità che vi offriamo. Il nostro obiettivo è quello di fornirvi una soluzione solare completa che garantisca il buon funzionamento del vostro impianto solare e che eccella per efficienza energetica e affidabilità. Che si tratti di pannelli fotovoltaici o di inverter, ci impegniamo a fornirvi i migliori prodotti e servizi per le vostre esigenze di energia verde.

Ti potrebbe interessare anche: