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Micro inverter e pannelli solari CA: il futuro dell'energia solare?


(I micro inverter sono solo una forma di ciò che è noto come "PLO" - Ottimizzazione a livello di pannello.

Inizialmente, i pannelli solari producevano elettricità sotto forma di corrente continua (CC), lo stesso tipo di elettricità presente nelle batterie.

Per rendere questa elettricità utilizzabile per alimentare elettrodomestici o connettersi alla rete, doveva essere convertita in corrente alternata (CA) utilizzando una grande scatola di componenti elettronici nota come inverter.

Nei sistemi connessi alla rete, i pannelli solari erano collegati in serie (noti come stringhe) per generare una tensione CC più elevata, che aiuta a ridurre le perdite. Tuttavia, questo approccio ha causato anche alcuni problemi.

È qui che entrano in gioco i microinverter.

Micro inverter

Un microinverter è essenzialmente un inverter miniaturizzato progettato per essere compatibile con singoli pannelli solari anziché con una stringa di pannelli.

Pur non essendo un concetto nuovo (apparvero per la prima volta alla fine degli anni '90), i microinverter presentavano problemi di affidabilità ed erano piuttosto costosi. Tuttavia, negli ultimi anni, sono tornati alla ribalta e stanno guadagnando terreno in modo significativo.

Esistono almeno 21 marche diverse di microinverter in tutto il mondo, ma Enphase è di gran lunga la marca più comune (e l'unica che consiglierei) in Australia.

Ecco come appare uno di questi piccoli amici rispetto alla sua alternativa convenzionale, un grande e potente inverter di stringa.

Pannelli solari CA

Un pannello solare AC è essenzialmente un pannello solare dotato di un microinverter che gli consente di produrre corrente alternata anziché corrente continua.

Un tipico array "Series String".

Attualmente, la maggior parte dei pannelli solari installati in Australia sono configurati in questo modo, con un unico grande inverter e un’elevata tensione continua. Se si verifica un arco a livello di 600 V CC, potrebbe verificarsi un'esplosione! e potenzialmente un incendio (motivo per cui non dovresti mai scendere a compromessi sui costi di installazione).




Cosa c'è di buono nei pannelli AC e nei micro inverter?

Esistono numerose complessità causate dal modo tradizionale di collegare insieme i pannelli solari (in una stringa in serie) che i micro inverter possono aiutare a superare, tra cui:


CC ad alta tensione

La corrente continua ad alta tensione prodotta da un sistema di energia solare a stringa in serie può creare il rischio di archi elettrici a temperatura molto elevata e potenzialmente incendio. Poiché i micro inverter convertono a 240 V CA, la possibilità che ciò accada è notevolmente ridotta.


Quadro elettrico

L'alta tensione CC richiede interruttori e fusibili di protezione relativamente costosi. Utilizzando la corrente alternata, i quadri sono più comunemente disponibili e quindi più economici.


Ombreggiatura

Per rendere tutto un po’ più divertente, ho messo insieme un video che parla di ombreggiatura e pannelli solari. Se non hai particolarmente voglia di guardare, sentiti libero di saltarlo e leggere semplicemente il riepilogo qui sotto.


Quando i pannelli solari sono collegati insieme in una stringa in serie, l’ombreggiamento di uno solo di essi può influenzare notevolmente l’intero sistema (un po’ come stare su un tubo).

Ad esempio: ecco una serie di 3 pannelli solari collegati a un inverter centrale convenzionale. Su uno dei pannelli ha fatto la cacca un uccello, che potrebbe facilmente ridurre la sua produzione del 50%. Tuttavia, ridurrà anche la produzione di tutti gli altri pannelli della stessa quantità: 


Ma avendo un micro inverter su ciascun pannello solare, le uscite sono completamente indipendenti l'una dall'altra. Quindi la cacca dell'uccello influenzerà solo il pannello sporco:



Secondo il National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti, questo effetto può produrre fino al 12% di energia in più in un anno. 

Ma – ciò che è stato il pensiero convenzionale nel corso degli anni potrebbe dover essere rivisitato man mano che la tecnologia degli inverter di stringa si è evoluta. In un test sul campo nel 2021 che ha confrontato un inverter di stringa Fronius Gen 24 con microinverter En*, è stata riscontrata una differenza minima nel modo in cui entrambi gestivano diversi gradi di ombra su un singolo pannello.

 

Resta da vedere se questa scoperta verrà applicata a tutti i livelli, ma un rapporto su uno studio di 200 sistemi solari in Francia pubblicato alla fine del 2001 ha concluso che non vi era alcun vantaggio in termini di prestazioni dei microinverter rispetto agli inverter di stringa in generale.

 

Mancata corrispondenza del pannello solare

Quando vengono fabbricati i pannelli solari, possono presentare leggere variazioni nelle loro caratteristiche elettriche a causa delle tolleranze di produzione. Ciò si traduce in un fenomeno chiamato "mancata corrispondenza" quando li colleghi in una stringa in serie. Tuttavia, i micro inverter possono adattarsi alle caratteristiche individuali di ciascun pannello, eliminando questa discrepanza.

 

Monitoraggio del punto di massima potenza

Diverse caratteristiche elettriche di ciascun pannello portano anche a diversi punti di potenza massima. Il punto di massima potenza è il punto ottimale per estrarre la massima potenza da un pannello solare e i micro inverter collegati ai singoli pannelli possono raggiungere meglio questo punto.

 

Monitoraggio e ricerca guasti

Sebbene la maggior parte degli inverter offra un certo livello di monitoraggio e individuazione dei guasti, può monitorare solo l'uscita combinata di tutti i pannelli in una stringa in serie. Al contrario, i micro inverter possono monitorare ciascun pannello individualmente, consentendo un’identificazione dei problemi più rapida e semplice.

 

Montato in fabbrica

Alcuni produttori di pannelli solari ora assemblano i micro inverter in fabbrica, creando pannelli CA. Questo assemblaggio in un ambiente controllato può far risparmiare tempo e denaro.

 

Ridondanza

Se un inverter di stringa in serie si guasta, l'intero impianto solare smette di produrre energia. Tuttavia, se un micro inverter si guasta, le restanti unità possono continuare a funzionare, risultando in un sistema più affidabile.

 

Modularità

Gli inverter di stringa in serie presentano limitazioni sul numero di pannelli che possono accettare, rendendo difficile l'aggiunta di ulteriori pannelli in un secondo momento. Al contrario, i pannelli solari CA possono essere facilmente aggiunti perché sono indipendenti l’uno dall’altro, anche se l’aggiunta di alcuni pannelli a un impianto esistente può comportare costi aggiuntivi.

 

Orientamento

In una stringa in serie, tutti i pannelli solari devono essere collegati nello stesso orientamento per un corretto allineamento della tensione. I pannelli solari AC, invece, possono essere orientati in qualsiasi direzione senza compromettere il funzionamento degli altri pannelli.

 

Svantaggi dei pannelli AC e dei micro inverter

Tuttavia, i pannelli AC e i micro inverter presentano anche alcuni svantaggi:

 

Accessibilità del tetto

In caso di guasto del micro inverter, è necessario che qualcuno vada sul tetto per scollegarlo da sotto il pannello solare. Ciò aggiunge tempo e costi rispetto alla rimozione di un inverter di stringa in serie dalla parete.

 

Impatti meteorologici

Trovarsi sul tetto espone i micro inverter a condizioni meteorologiche più estreme, tra cui caldo, freddo e umidità. Ciò richiede una costruzione attenta e l'uso di componenti elettronici robusti per garantire l'affidabilità.

 

Efficienza

Anche se i micro inverter stanno migliorando, non hanno ancora raggiunto gli stessi livelli di efficienza degli inverter di stringa di serie. Ciò significa che potrebbero non convertire la stessa quantità di energia solare in energia elettrica.

 

Prezzo

I sistemi micro inverter in genere aggiungono circa il 20-30% in più al costo di un sistema di energia solare rispetto ai sistemi che utilizzano inverter di stringa convenzionali.

 

Ma il microinverter BWN POWER può essere installato facilmente ovunque. Non ci sono vincoli sul luogo di installazione, può essere posizionato in qualsiasi angolo e non è necessario abbinarlo a pannelli fotovoltaici. Il microinverter Tentek può realizzare la funzione di accumulo dell'energia domestica e anche l'efficienza di conversione è vicina a quella degli inverter tradizionali.

 

Quando è meglio un pannello solare AC o un micro inverter?

Come puoi vedere, ci sono numerosi vantaggi nell'utilizzare i pannelli solari CA che utilizzano micro inverter. Il motivo più comune per cui le persone li scelgono è perché hanno l'ombreggiamento o perché hanno bisogno di utilizzare orientamenti diversi sul tetto per generare l'energia di cui hanno bisogno.

Un numero crescente di persone sceglie i micro inverter anche perché è disposto a pagare un premio per evitare disallineamenti, aumentare la ridondanza e consentire espansioni future. Gli altri vantaggi descritti tendono a rafforzare il caso e ad alcune persone piace semplicemente l'idea di avere la tecnologia più recente/più recente.

Chiaramente, se si dispone di ombreggiatura o orientamento non ottimale, i micro inverter sono la scelta ideale e potrebbero rivelarsi più economici a lungo termine perché produrranno più energia.

Oltre a ciò, i micro inverter diventano una scelta personale su quanto sei disposto a pagare in proporzione alle funzionalità e ai vantaggi extra.

 

Chi vende pannelli solari AC e micro inverter?

 

Esistono numerosi produttori in tutto il mondo che offrono micro inverter. Inoltre, un numero crescente di distributori e rivenditori hanno accesso ai micro inverter e possono installarli su vari pannelli solari di tua scelta. Tuttavia, se stai cercando un microinverter con funzione di accumulo, solo Enphase e BWN POWER attualmente offrono tali opzioni.

 

L'ultima parola

 

Alcuni lettori hanno chiesto se gli inverter CA possono essere un'opzione "fai-da-te" (fai-da-te) e la risposta è no, anche se ci si sta avvicinando. Poiché si ha a che fare con l'alimentazione CA a 240 V, è comunque necessario disporre di un elettricista autorizzato per gestire l'installazione e, per sconti o tariffe incentivanti (FIT), è richiesto anche un installatore accreditato.

 

La quota di mercato dei pannelli solari AC dotati di micro inverter deve ancora essere determinata, ma una cosa è certa: affrontano in modo efficace alcune questioni complesse e hanno un futuro promettente. Se il loro costo potesse essere ulteriormente ridotto, potrebbero diventare la tecnologia dominante degli inverter solari, rendendo i grandi inverter centralizzati obsoleti quanto i computer mainframe nel grande deposito di rottami elettronici nel cielo.



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