Come dimensionare un inverter fotovoltaico

Energia, Woltair

Nel mondo dell'energia solare, uno degli elementi più importanti di un impianto fotovoltaico è l'inverter. Questo componente svolge un ruolo fondamentale nel garantire che l'energia solare raccolta dai pannelli venga trasformata in energia elettrica utilizzabile per la casa o per il business. 

Nel mondo dell'energia solare, uno degli elementi più importanti di un impianto fotovoltaico è l'inverter. Questo componente svolge un ruolo fondamentale nel garantire che l'energia solare raccolta dai pannelli venga trasformata in energia elettrica utilizzabile per la casa o per il business. 

In questo articolo, esploreremo cos'è un inverter fotovoltaico, come funziona, come dimensionarlo correttamente e quanti inverter sono necessari per un impianto fotovoltaico.

Cos'è un inverter fotovoltaico

Un inverter fotovoltaico è un dispositivo elettronico che ha il compito di convertire la corrente continua (CC) prodotta dai pannelli solari in corrente alternata (CA), che è quella utilizzata comunemente per alimentare gli elettrodomestici e le apparecchiature elettriche in una casa o azienda. Senza l'inverter, l'energia generata dai pannelli solari non sarebbe compatibile con le necessità degli utenti finali.

La funzione dell'inverter è quindi essenziale per il funzionamento di un impianto fotovoltaico, poiché consente di "collegare" il sistema solare alla rete elettrica e di rendere utilizzabile l'energia solare prodotta per le attività quotidiane. Inoltre, l'inverter ha il compito di ottimizzare la resa dell'impianto, monitorando costantemente la produzione di energia e adattando la conversione di corrente in base alla domanda.

Gli inverter fotovoltaici sono disponibili in diverse tipologie, ognuna delle quali offre caratteristiche che rispondono a specifiche necessità, come la potenza, l'affidabilità, la durata e l'efficienza. Alcuni modelli avanzati offrono anche funzioni di monitoraggio remoto, permettendo agli utenti di visualizzare in tempo reale i dati di produzione e ottimizzare ulteriormente i consumi.

Inverter fotovoltaico: il funzionamento

L'inverter fotovoltaico si trova al centro di un impianto fotovoltaico, collegato ai pannelli solari e alla rete elettrica. Il funzionamento dell'inverter si basa su un processo di conversione della corrente continua prodotta dai pannelli solari in corrente alternata. Questo processo avviene attraverso l'uso di semiconduttori che modificano la direzione della corrente per adattarla agli standard della rete elettrica.

Ecco le fasi principali del funzionamento.

  1. Ricezione della corrente continua: i pannelli solari producono corrente continua quando sono esposti alla luce solare. L'energia viene raccolta dai pannelli e trasmessa all'inverter;
  2. Conversione in corrente alternata: l'inverter utilizza i circuiti elettronici per cambiare la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA), una forma di energia che può essere utilizzata per alimentare gli elettrodomestici;
  3. Sincronizzazione con la rete: la corrente alternata prodotta dall'inverter viene sincronizzata con la frequenza e la tensione della rete elettrica locale. Questo passaggio è essenziale per garantire che l'energia immessa nella rete sia stabile e sicura;
  4. Monitoraggio e ottimizzazione: gli inverter più avanzati sono in grado di monitorare costantemente la produzione e ottimizzare la resa dell'impianto. Alcuni modelli permettono anche di effettuare il controllo a distanza tramite app o software online, fornendo informazioni utili sui consumi energetici e sulle prestazioni dell'impianto.

Un altro aspetto cruciale riguarda la protezione. Gli inverter sono progettati per proteggere l'impianto da eventuali guasti o problemi legati alla rete elettrica. Ad esempio, in caso di disconnessione dalla rete, l'inverter disattiva immediatamente l'impianto per evitare danni a se stesso o agli operatori che potrebbero lavorare sulla rete.

Come dimensionare un inverter fotovoltaico

Il dimensionamento corretto di un inverter è un passaggio cruciale per garantire l’efficienza e il buon funzionamento di un impianto fotovoltaico. Il dimensionamento dipende da vari fattori, tra cui la potenza dei pannelli solari, la domanda di energia dell'edificio e le condizioni locali di irraggiamento.

Il primo passo è determinare la potenza dei pannelli fotovoltaici, che viene misurata in kilowatt di picco (kWp). Ad esempio, se un impianto ha una potenza di 6 kWp, significa che i pannelli sono in grado di produrre 6 kW di energia in condizioni ottimali.

In generale, l’inverter dovrebbe avere una potenza nominale che si avvicina al valore di picco dei pannelli solari. Tuttavia, è importante non sovradimensionare troppo l’inverter, poiché potrebbe comportare un funzionamento inefficiente o costi eccessivi. Un inverter con una potenza inferiore rispetto ai pannelli fotovoltaici rischia di non riuscire a gestire tutta l’energia prodotta, mentre un inverter sovradimensionato potrebbe essere inutilizzato per gran parte del tempo.

Durante la conversione della corrente continua in corrente alternata, ci sono delle perdite che vanno considerate. Gli inverter più efficienti riducono queste perdite, ma è importante tenere conto di questo fattore nel dimensionamento complessivo dell’impianto.

Infine, consideriamo che le condizioni di irraggiamento solare e le temperature locali possono influenzare la resa dei pannelli fotovoltaici. In luoghi con bassa radiazione solare, potrebbe essere necessario un inverter di maggiore capacità per compensare l’efficienza ridotta.

Quanti inverter fotovoltaici usare

La scelta del numero di inverter da installare dipende dalle caratteristiche specifiche dell'impianto fotovoltaico, come la potenza totale dei pannelli solari e la configurazione del sistema. Esistono diverse opzioni:

  1. inverter centralizzati, ideali per impianti di dimensioni maggiori perché un singolo inverter gestisce tutta l'energia prodotta dai pannelli fotovoltaici. Sebbene siano economici e facili da gestire, possono risultare inefficaci se una parte dell’impianto è parzialmente ombreggiata o se c'è una bassa produzione da alcune sezioni. In questi casi, l'inverter potrebbe non essere in grado di ottimizzare tutta l'energia disponibile;
  2. inverter di stringa, in cui ogni stringa di pannelli fotovoltaici è dotata di un proprio inverter, permettendo una maggiore flessibilità e un miglior controllo delle prestazioni. Gli inverter di stringa sono particolarmente utili in impianti residenziali dove l’esposizione al sole può variare da un lato all’altro del tetto;
  3. microinverter, una soluzione sempre più popolare per impianti residenziali, poiché ogni pannello solare è dotato di un piccolo inverter. Questo approccio consente di ottimizzare la produzione di energia di ogni singolo pannello e ridurre le perdite dovute a ombreggiature o orientamenti non ideali.

La scelta tra uno o più inverter dipende, quindi, da vari fattori come la configurazione dell’impianto, la potenza richiesta, e la posizione geografica. La cosa importante è scegliere un numero di inverter che permetta di massimizzare l’efficienza del sistema e ridurre al minimo le perdite energetiche.

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