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COME FUNZIONA L’ENERGIA FOTOVOLTAICA

Esistono diversi modi per convertire l’energia del sole in elettricità o calore utilizzabile. Le tecnologie più applicate in molti paesi sono i pannelli solari.

COME FUNZIONA L’ENERGIA FOTOVOLTAICA

Successivamente spiegheremo il processo e i componenti di un sistema solare fotovoltaico per capire come funziona l’energia fotovoltaica.

Il sole diventa kWh

I pannelli solari sono anche chiamati pannelli fotovoltaici o, in breve, pannelli fotovoltaici (PV è l’abbreviazione di «Photo Voltaic» in inglese). Nei nostri progetti ci riferiamo anche ai sistemi solari fotovoltaici. I pannelli solari convertono la luce solare in elettricità.

Con l’aiuto di un inverter, la corrente continua prodotta viene convertita in corrente alternata, che può quindi essere utilizzata per il proprio uso o può essere restituita alla rete elettrica. Ulteriori informazioni sul funzionamento dei pannelli solari sono disponibili nel seguente articolo   .

Come funziona l’energia solare fotovoltaica?

COME FUNZIONA L'ENERGIA PHOTOVOLTAICA

Un impianto fotovoltaico (FV) o energia solare converte la luce solare in elettricità. In tale installazione, i pannelli solari raccolgono energia solare sotto forma di corrente continua.

Quindi, un inverter trasforma quella corrente continua in corrente alternata in modo da poter utilizzare l’energia nella sua casa. L’eccedenza di elettricità viene fornita alla rete elettrica.

1. Pannelli

solare  I  pannelli solari o pannelli fotovoltaici sono costituiti da diverse celle solari. Quando la luce del sole cade su una tale cella solare, gli elettroni nella cella iniziano a muoversi e viene creata la corrente continua.

2. Investitore

L’inverter è il cuore di ogni installazione solare. Questo dispositivo converte la corrente continua dei pannelli solari in corrente alternata. Durante quella conversione è molto importante perdere meno energia possibile. L’efficienza di un investitore è pertanto essenziale.

COME FUNZIONA L'ENERGIA PHOTOVOLTAICA

I compiti di un investitore

I compiti di un investitore sono tanto vari quanto impegnativi:

1. Conversione da DC ad AC con basse perdite
Una delle caratteristiche più importanti di un inverter è l’efficienza di conversione. Questo valore indica quale parte dell’energia immessa come ritorno di corrente continua sotto forma di corrente alternata. I dispositivi moderni funzionano con un’efficienza di circa il 98 percento.

2. Monitoraggio MPP
La curva di potenza di un pannello solare dipende in gran parte dall’intensità della radiazione e dalla temperatura del pannello solare, in altre parole, dai valori che cambiano costantemente durante il giorno. Pertanto, l’inverter deve trovare il punto operativo ottimale e monitorarlo permanentemente nella curva corrente. In questo modo, ottieni la massima potenza dei pannelli fotovoltaici in ogni situazione.

Il punto operativo ottimale si chiama «punto di massima potenza» (MPP). Pertanto, la ricerca e il monitoraggio dell’MPP sono chiamati «tracking MPP». Il monitoraggio di MPP è molto importante per la produzione di energia di un impianto di energia solare.

3. Monitoraggio e protezione
Da un lato, l’inverter monitora la produzione di energia dell’impianto solare e segnala eventuali problemi. D’altra parte, controlla la rete elettrica a cui è collegato l’inverter. In caso di problemi nella rete, l’inverter deve disconnettere immediatamente l’installazione dalla rete, per motivi di sicurezza o per supportare la rete, in base ai requisiti dell’operatore di rete locale.

Inoltre, nella maggior parte dei casi, l’inverter ha un dispositivo in grado di interrompere in sicurezza il flusso dei pannelli. Quando la luce brilla, i pannelli fotovoltaici sono sempre attivi e quindi non possono essere spenti. Se l’inverter viene disconnesso durante il funzionamento, può causare archi pericolosi che non si spengono a causa della corrente continua. Se il dispositivo di arresto è integrato direttamente nell’inverter, l’installazione e il cablaggio possono essere eseguiti in modo notevolmente più semplice.

4. Comunicazione
Le interfacce di comunicazione nell’inverter consentono di verificare e monitorare tutti i parametri, i dati di funzionamento e le prestazioni. I dati possono essere recuperati e i parametri per l’inverter possono essere configurati tramite una connessione di rete, bus di campo industriale come RS485 o in modalità wireless tramite SMA Bluetooth®.

Nella maggior parte dei casi, i dati vengono recuperati attraverso un data logger, che raccoglie i dati da diversi investitori, li elabora e, se desiderato, li inoltra a un portale di dati online gratuito (ad esempio, SMA Sunny Portal in combinazione con Sunny WebBox, Sunny Home Manager o Webconnect)

5. Gestione della temperatura

La temperatura nella custodia dell’inverter influisce anche sull’efficienza. Se la temperatura aumenta troppo, l’inverter deve ridurre la sua capacità. Pertanto, in determinate circostanze, la potenza disponibile del pannello non può essere pienamente utilizzata.
Da un lato, la posizione di configurazione può influenzare la temperatura, poiché l’ideale è un ambiente costantemente freddo.

D’altra parte, la temperatura dipende direttamente dal funzionamento dell’inverter: anche un’efficienza del 98 percento significa una perdita di potenza del due percento (sotto forma di calore). Se la capacità di installazione è di 10 kW, la capacità termica massima è ancora di 200 watt.

Ecco perché un sistema di raffreddamento efficiente e affidabile per l’alloggiamento è molto importante, ad esempio il concetto di raffreddamento «OptiCool» di SMA. Il design termico ottimale dei componenti garantisce che possano rilasciare il loro calore direttamente nell’ambiente, mentre l’intero alloggiamento funge da dissipatore di calore allo stesso tempo. Ciò consente agli inverter di funzionare alla massima capacità nominale, anche a temperature ambiente fino a 50 ° C.

6. Protezione
Con un alloggiamento resistente alle intemperie, costruito idealmente secondo la classe di protezione IP65, l’inverter può essere installato all’aperto in qualsiasi posizione desiderata. Ciò ha il vantaggio che l’inverter può essere installato più vicino ai pannelli, per cui i costi per un cablaggio CC relativamente costoso sono inferiori.