Con gli ottimizzatori fotovoltaico è possibile aumentare le prestazioni dell’impianto. Sono utilizzati per: ottimizzazione, monitoraggio e sicurezza. Il motivo principale della loro installazione è per ridurre le perdite di produzione derivate da esposizioni non ottimali.
Indice:
- Massimizzare il rendimento di un impianto fotovoltaico
- Cosa fanno gli ottimizzatori fotovoltaici
- Come funzionano gli ottimizzatori fotovoltaici
- Dove si installano gli ottimizzatori per fotovoltaico
- Ottimizzatori fotovoltaico: i pro
- Ottimizzatori fotovoltaico: i contro
- Quando conviene installare un ottimizzatore fotovoltaico
- L’importanza di una buona progettazione
Massimizzare il rendimento di un impianto fotovoltaico
Quando si decide di installare un impianto fotovoltaico, una delle principali preoccupazioni riguarda la resa effettiva dei moduli.
In sostanza, ci si chiede: quanta elettricità produrrà il mio impianto?
Una resa non ottimale dell’impianto ne vanifica spesso i benefici e allunga i tempi di ritorno dell’investimento, perché i pannelli producono meno elettricità rispetto a quanto è stato previsto in fase di progetto.
Un progetto ben realizzato, in genere, permette di massimizzare la produzione di elettricità in base alle condizioni reali dell’installazione, ossia di garantire il massimo che si può ottenere tenendo conto di:
- tipo di moduli
- ubicazione dell’edificio
- inclinazione del tetto
- orientamento
- presenza di eventuali ombreggiamenti
Non sempre, però, le condizioni reali corrispondono a quelle previste nel progetto e allora la produzione è inferiore alle attese.
Esistono, però, alcune soluzioni che sono in grado di migliorare le valutazioni progettuali, soprattutto quando le condizioni di partenza non sono ottimali. Stiamo parlando degli ottimizzatori fotovoltaici, dispositivi pensati per massimizzare la produzione di energia elettrica. Vediamo di cosa si tratta e quando conviene installarli.
Da cosa dipende la produzione del fotovoltaico
Le prestazioni di un impianto fotovoltaico nel produrre energia elettrica dipendono dalla quantità di radiazione solare incidente sui pannelli, condizione che può cambiare a seconda del meteo (quindi in buona parte imprevedibile).
Vi sono però elementi “fissi” o vincoli progettuali che bisogna sempre considerare nella progettazione di un impianto perché determinano la produzione:
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località: l’irraggiamento solare varia a seconda della latitudine;
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orientamento e inclinazione dei pannelli: in Italia l'inclinazione ottimale è tra 25° e 35°;
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temperatura: con temperature particolarmente alte le prestazioni dei moduli diminuiscono;
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ombreggiamento: è necessario prestare attenzione in fase di progetto alla presenza di ostacoli che possono produrre ombra sui pannelli e diminuire la produzione (ad esempio alberi).
Cosa fanno gli ottimizzatori fotovoltaici
Facciamo una premessa. Nell’installazione degli impianti fotovoltaico, i moduli sono generalmente collegati in stringhe elettriche (file di moduli in serie) e l’efficienza della stringa dipende dal buon funzionamento di tutti i moduli.
La specifica posizione di ciascun modulo determina un’efficienza che può essere significativamente diversa, ad esempio perché uno è in ombra a un altro no.
Quando un modulo all’interno di una stringa non funziona al massimo delle prestazioni, ad esempio in caso di ombreggiamento parziale, di differenza nell’inclinazione, perché si surriscalda o per la presenza di sporcizia sulla superficie, determina un degrado di produzione sull’intera stringa.
Gli ottimizzatori per il fotovoltaico (o ottimizzatori di potenza) risolvono questo inconveniente, permettendo una gestione puntuale delle prestazioni di ciascun modulo indipendentemente dagli altri.
Con gli ottimizzatori, se un pannello non sta producendo al massimo, il resto della stringa continua a funzionare bene mitigando le perdite per ombreggiamento o mismatching.
Come funzionano gli ottimizzatori fotovoltaici
Normalmente, l’inverter riceve informazioni aggregate dall'intero impianto fotovoltaico, quindi qualsiasi anomalia su un solo modulo compromettere l'efficienza complessiva.
Gli ottimizzatori fotovoltaici, invece, sono dispositivi elettronici che collegano ogni modulo fotovoltaico all’inverter, in modo da renderlo indipendente.
La loro funzione è quella di monitorare costantemente tensione e corrente in uscita e regolare di conseguenza in modo dinamico il punto di massima potenza del modulo.
La tecnologia specifica utilizzata negli ottimizzatori si chiama MPPT (Maximum Power Point Tracking) e garantisce che ogni modulo fotovoltaico operi al punto in cui produce la massima quantità di energia possibile a seconda delle condizioni che ci sono in quel momento (ombreggiature, ecc), indipendentemente dal rendimento degli altri moduli della stringa.
Se un modulo subisce una diminuzione delle prestazioni, l’ottimizzatore interviene per massimizzare il rendimento. Se, invece, smette di funzionare, l’ottimizzatore lo esclude e gli altri possono continuare a funzionare al massimo.
Dove si installano gli ottimizzatori per fotovoltaico
Gli ottimizzatori per il fotovoltaico sono dispositivi di piccole dimensioni che si montano sul retro di tutti i moduli di un impianto, collegandoli ai connettori esistenti.
Essendo collegati posteriormente, non sono visibili. Installarli è un’operazione semplice e veloce.
Ottimizzatori fotovoltaico: i pro
Gli ottimizzatori offrono senza subbio diversi vantaggi:
- Aumento del rendimento: gli ottimizzatori garantiscono che ciascun modulo fotovoltaico operi al massimo delle possibilità, in funzione delle variabili esterne. In questo modo, possono aumentare il notevolmente il rendimendo a seconda delle condizioni;
- Rilevamento di anomalie: grazie al monitoraggio continuo e puntuale, in caso di un’anomalia in un singolo modulo (o in una stringa), gli ottimizzatori rendono rapidamente visibili i cali di prestazione dove questi si verificano. Questa funzione è ovviamente molto importante per le attività di manutenzione;
- Flessibilità di installazione: gli ottimizzatori sono utili durante la fase di progettazione del fotovoltaico perché consentono maggiore flessibilità nel posizionare i singoli moduli e nello stabilire orientamenti diversi, in base al tipo di edificio o di superficie. Questo permette di sfruttare al massimo lo spazio disponibile e di installare moduli su falde del tetto aventi orientamento diverso senza inficiare le prestazioni dell'impianto;
- Sicurezza: il monitoraggio costante della tensione dei moduli riduce il rischio di sovratensioni pericolose e possibilità di incendio.
Ottimizzatori fotovoltaico: i contro
Accanto agli indubbi vantaggi, l’installazione di ottimizzatori presenta alcune criticità che vanno considerate, anche se non si tratta di svantaggi particolarmente impattanti:
- Aumento dei costi di installazione: un singolo ottimizzatore ha un costo contenuto, ma se i moduli sono tanti c’è da considerare un esborso aggiuntivo e tempi più lunghi per l’installazione dell’interno impianto;
- Consumo di elettricità: gli ottimizzatori consumano un po’ di elettricità (di solito rappresenta l'1%) e sono caratterizzati da un proprio rendimento, anche se nelle condizioni idonee l’aumento di produttività dell’impianto fotovoltaico li rende comunque convenienti.
Quando conviene installare gli ottimizzatori fotovoltaici
Da quello che abbiamo descritto, risulta evidente che non esiste una regola generale che stabilisce se sia sempre conveniente o meno installare gli ottimizzatori per il fotovoltaico. Dipende sempre dalle caratteristiche dell’installazione.
In generale, comunque, gli ottimizzatori sono consigliati quando:
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l’impianto presenta alcuni moduli ombreggiati, anche solo in alcune ore del giorno;
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i moduli non sono tutti inclinati allo stesso modo sulla superficie del tetto o del terreno;
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vengono utilizzate diverse tipologie di moduli fotovoltaici.
Gli ottimizzatori fotovoltaici, invece, non apportano grandi vantaggi se le caratteristiche di installazione e di irraggiamento solare sono ottimali e uniformi su tutto l’impianto.
L’importanza di una buona progettazione
Ricordati che per massimizzare la produzione del tuo impianto fotovoltaico e rendere il tuo investimento davvero conveniente è fondamentale, prima di tutto, la qualità dei moduli che ti vengono proposti, quindi controlla le caratteristiche tecniche e le condizioni di garanzia.
Non dimenticare, però, che anche la progettazione dell’impianto è molto importante.
Un buon progetto non può essere fatto solo “a tavolino”, ma richiede un sopralluogo accurato da parte di un professionista esperto, come gli installatori Partner Viessmann, che consideri tutte le caratteristiche del luogo dove sarà installato l’impianto.
