Saltar al contenido

POTENZA SOLARE: Come funziona?

Una centrale solare (fotovoltaica) o fotovoltaica converte la luce solare in elettricità.

Dalla luce del sole all’elettricità

Un pannello solare è composto da dozzine di celle solari, realizzate in materiale siliconico.

Il silicio è sabbia super pura, il secondo elemento più comune sulla terra. Ogni cella solare non fa altro che la conversione diretta della luce solare in elettricità.

Questo è chiamato effetto fotovoltaico (o PV per il fotovoltaico inglese). Ti consente di generare elettricità senza parti in movimento. Ciò avviene anche in modo molto più diretto rispetto alla produzione di elettricità attraverso carbone, gas o una centrale nucleare perché non è necessario il trasporto.

Come funziona in dettaglio?

Quando osservi attentamente la generazione di elettricità in una cella solare, accadono tre cose:

  1. I fotoni della luce solare colpiscono la cella solare, dove vengono assorbiti da un materiale semiconduttore (solitamente silicio).
  2. Gli elettroni carichi negativamente vengono rilasciati per muoversi, causando potenziale elettrico. A causa del design della cella solare, gli elettroni vengono inviati in una direzione, in modo che un lato della cella riceva una tensione negativa e l’altra parte una tensione positiva. Qui viene generata una corrente.
  3. Modificando diverse celle in una serie, la corrente elettrica diventa una quantità che può essere utilizzata in modo efficiente.

Una singola cella solare fornisce una tensione da 0,4 a 0,5 volt e 8 ampere. Ciò significa circa 3,5 watt di potenza.

In un pannello solare di solito ci sono 72 celle solari che sono disposte in serie, in modo che un pannello solare in pieno sole generi circa 240 watt di energia. Un sistema di consumo è generalmente composto da 3 a 20 pannelli solari.

Quali sono i componenti di una centrale solare?

POTENZA SOLARE

1. Le celle solari
I pannelli solari o pannelli fotovoltaici sono la parte più importante di un impianto fotovoltaico, e stan formate da diverse celle solari . Quando la luce del sole cade su una cella solare di questo tipo, gli elettroni iniziano a muoversi nella cellula e viene creata una corrente continua.

2. L’inverter
L’inverter costituisce il cuore di ogni installazione di energia 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 quindi essenziale.

3. Sistema di supervisione


Un
sistema di monitoraggio consente di visualizzare e, se necessario, archiviare la produzione dell’inverter in remoto. Puoi anche rimanere informato in caso di malfunzionamento.

POTENZA SOLARE

I COMPITI DI UN INVESTITORE

I compiti di un investitore sono tanto vari quanto impegnativi:

1. Conversione in corrente alternata a bassa tensione
Una delle caratteristiche più importanti di un inverter è l’efficienza di conversione.

Questo valore indica quale parte dell’energia immessa come corrente continua ritorna sotto forma di corrente alternata. I dispositivi moderni funzionano con prestazioni fino al 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, valori che cambiano costantemente nel corso della giornata. Pertanto, l’inverter deve trovare il punto operativo ottimale e controllarlo 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». L’inseguimento MPP è molto importante per la produzione di energia da una centrale elettrica  sito.

3. Monitoraggio e protezione


Da un lato, l’inverter monitora l’efficienza energetica 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 elettrica, l’inverter deve disconnettere immediatamente la rete domestica 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 che può interrompere in modo sicuro la potenza dei pannelli. Quando la luce brilla, i pannelli fotovoltaici sono sempre eccitati e quindi non possono essere spenti.

Se l’inverter viene scollegato durante il funzionamento, ciò può causare archi di fiamma pericolosi che non si spengono a causa della corrente continua. Se il dispositivo di scatto è integrato direttamente nell’inverter, l’installazione e il cablaggio possono essere notevolmente semplificati

4. Comunicazione


Le interfacce di comunicazione nell’inverter consentono di monitorare e monitorare tutti i parametri, i dati di funzionamento e i ritorni. I dati possono essere recuperati e i parametri dell’inverter possono essere configurati tramite una connessione di rete, un bus di campo industriale come RS485 o wireless tramite SMA Bluetooth®.

Nella maggior parte dei casi, le informazioni vengono cercate attraverso un data logger, che raccoglie dati da più convertitori, elaborati e – se necessario.

5.  Gestione della temperatura

Anche la temperatura nella custodia dell’inverter influisce sull’efficienza. Se la temperatura aumenta troppo, l’inverter deve ridurre la sua potenza. In determinate circostanze, la potenza disponibile del pannello, pertanto, non può essere utilizzata nella sua interezza.

Da un lato, la posizione dell’installazione può influenzare la temperatura, perché l’ideale è un ambiente costantemente fresco. 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 potenza di installazione è di 10 kW, la capacità termica massima è ancora di 200 watt.

Ecco perché è molto importante disporre di un sistema di raffreddamento efficiente e affidabile per l’alloggiamento, ad esempio il concetto di raffreddamento «OptiCool» di SMA.

Il design termico ottimale dei componenti garantisce che possano fornire il loro calore direttamente all’ambiente, mentre l’intero alloggiamento funziona contemporaneamente come dissipatore di calore. Ciò consente agli inverter di funzionare alla massima capacità nominale, anche a temperature ambiente fino a 50 ° C.

6. Protezione


Con un involucro resistente alle intemperie, idealmente costruito secondo la classe di protezione IP65, l’inverter può essere installato ovunque desiderato all’aperto. Ciò ha il vantaggio che l’inverter può essere installato più vicino ai pannelli, quindi i costi di un cablaggio CC relativamente costoso sono inferiori.