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Inverter per il vostro impianto fotovoltaico: cosa c'è da sapere

Gli argomenti in sintesi

Quando vengono esposti dalla luce solare, i moduli fotovoltaici (installati sui tetti) possono convertire l’irraggiamento in corrente continua. Tuttavia, dato che gli impianti domestici e le reti pubbliche lavorano in corrente alternata, risulta necessario un componente aggiuntivo per rendere effettivamente utilizzabile l’energia autoprodotta.

Il componente in questione è l’inverter fotovoltaico, un convertitore statico che converte la corrente continua in corrente alternata.
Ma come funzionano questi dispositivi? Quando vengono utilizzati e quale attenzione bisogna avere in fase di scelta e successiva installazione?
Di seguito forniamo alcune risposte a queste domande.  

Che cos’è e come funziona un inverter fotovoltaico?

Quando gli impianti fotovoltaici vengono irraggiati, sui moduli viene prodotta corrente continua dove le cariche si muovono dal polo positivo al polo negativo, con differenti valori di tensione e corrente.

La corrente alternata, invece, presenta periodiche variazioni di tensione (sinusoidali).

Gli utilizzatori (carichi domestici) utilizzano la corrente alternata in quanto più conveniente da trasportare e distribuire nelle reti elettriche.

Conversione della corrente continua in alternata

Gli inverter fotovoltaici “spezzettano” la tensione continua prodotta dei moduli fotovoltaici (collegati in serie tra loro) per invertirne periodicamente la polarità così da replicare quanto più fedelmente la curva sinusoidale della corrente alternata; questa operazione viene oramai eseguita da speciali circuiti elettronici contenenti transistor che impiegano una modulazione PWM (modulazione di larghezza d’impulso).

In questo modo la conversione da corrente continua ad alternata avviene con piccolissime perdite.

Funzioni fondamentali degli inverter fotovoltaici

Gli inverter garantiscono numerose funzioni di sicurezza ed efficienza.

Ecco una panoramica delle principali:

Conversione della corrente continua in alternata

Come già anticipato, la principale funzione risulta quella di convertire (o “invertire”) l’energia prodotta dai moduli fotovoltaici in corrente continua in corrente alternata o anche viceversa (nel caso di sistemi di accumulo che si caricato dalla rete elettrica).

Ottimizzazione dell’efficienza impianto

Gli inverter fotovoltaici monitorano costantemente i parametri elettrici del campo fotovoltaico (insieme dei moduli) con un algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza (MPP) per ottimizzare la conversione di potenza al variare delle condizioni ambientali di irraggiamento e temperatura.

Sicurezza del sistema

Gli inverter monitorano costantemente parametri elettrici dell’impianto, lato corrente continua (moduli fotovoltaici) e lato corrente alternata, controllando in particolare tensioni e frequenze.
Sono in grado di limitare la potenza o addirittura spegnersi in caso di guasti o malfunzionamenti.
Si presentano come dispositivi compatti con raffreddamento naturale (per convenzione d’aria) oppure tramite ventilazione forzata incorporata.

Massimizzazione autoconsumo

Gli inverter sono predisposti di sistema di monitoraggio per una maggiore consapevolezza sull’energia prodotta dall’impianto con valori istantanei o storici.
Modelli di inverter definiti “ibridi” con caricabatterie per la gestione di sistemi di accumulo, permettono di convertire la sola quota di energia autoprodotta che viene consumata andando ad immagazzinare l’energia prodotta in esubero dall’impianto che non viene istantaneamente consumata, con l’obiettivo di poterla scaricare nel momento di maggiore utilizzo (es. ore serali dove l’impianto non produce).

Erogazione di energia in caso di blackout della rete

In caso di blackout della rete pubblica, un impianto fotovoltaico con sistema di accumulo predisposto dell’uscita di “backup”, può erogare energia elettrica in condizioni di emergenza su dei carichi elettrici definiti “privilegiati” anche in condizioni serali / notturne.

Collegamento di sistema di accumulo

Risulta possibile installare fin da subito, o anche in prospettiva futura, un sistema di accumulo formato da batterie elettrochimiche (litio).

Collegamento di un impianto fotovoltaico e di un accumulatore di energia

Potete anche consumare l'energia autoprodotta a casa vostra collegando il vostro impianto fotovoltaico a un accumulatore di energia solare. Scoprite qui come funziona e quali soluzioni vi offre Viessmann.

Per saperne di più…

Gli inverter fotovoltaici sono disponibili in diverse versioni: inverter di stringa, micro-inverter (singolo modulo) ed inverter centralizzati.

Gli inverter di stringa vengono solitamente utilizzati per installazioni “omogenee” sulla stessa superficie o tetto disponibile, sono predisposti di uno o più inseguitori solari (MPPT) per la gestione di una o più stringhe in maniera indipendente anche con esposizioni differenti tra loro.

Tali inverter vengono solitamente collocati su locali interni (es. locale tecnico, garage) o anche esternamente in funzione del grado protezione meccanica.

Questa tipologia di inverter non risulta adeguata o consigliata per installazioni dove i moduli collegati in serie (sulla stessa stringa) presentano molteplici esposizioni, ad esempio a causa della conformazione multi-falda del tetto.

Nota: una stringa fotovoltaica risulta composta da più moduli collegati elettricamente in serie.

I micro-inverter sono dei piccoli inverter che vengono solitamente posti a servizio di un unico modulo fotovoltaico, vengono quindi installati nei pressi dei moduli fotovoltaici (spesso sotto agli stessi). Tali inverter hanno particolarmente senso per piccoli impianti fotovoltaici.

Permettono la produzione efficiente e puntuale per ciascun modulo in funzione dell’irraggiamento.

Tuttavia, per impianti composti da numerosi micro-inverter, risulta meno vantaggioso l’acquisto e la manutenzione nonché il rischio di guasti / malfunzionamenti viste le numerose connessioni in parallelo.

Gli inverter centralizzati vengono previsti su impianti commerciali / industriali dove l’intero campo fotovoltaico gestito (insieme dei moduli fotovoltaici installati) presenta solitamente un'unica esposizione ed omogenea configurazione.

Sono in grado di gestire più stringhe in parallelo spesso con un unico inseguitore solare (MPPT) e vengono solitamente installati su appositi locali tecnici.

Una tipica installazione avviene su grandi impianti fotovoltaici a terra, con uno o più inverter centralizzati di elevata potenza (esempio: > 100 kW)

Esistono altre tipologie di inverter fotovoltaici che predispongono di un caricabatterie per eseguire la carica e scarica di accumuli elettrochimici (in genere batterie al litio).

Oltre alle normali funzionalità degli inverter di stringa, questi inverter possono quindi caricare le batterie con la produzione fotovoltaica oppure, eventualmente, anche prelevando energia dalla rete, per poi scaricare l’energia immagazzinata solitamente nelle ore serali / notturne a copertura e compensazione dei consumi elettrici.

Esistono inoltre degli inverter “stand alone” per impianti ad isola, ovvero senza la connessione alla rete elettrica pubblica; questi inverter vengono previsti con batterie appositamente dimensionate.
Viessmann Hybrid Inverter -B1
Viessmann Hybrid Inverter F-3
Viessmann PV Inverter -A1
Viessmann PV Inverter E-1
Viessmann Hybrid Inverter A-3
Viessmann PV Inverter D-3

Ricerca dell’inverter adeguato al tuo impianto fotovoltaico

La scelta dell’inverter fotovoltaico risulta fondamentale per il corretto funzionamento e dimensionamento dell’impianto, si consiglia pertanto di far riferimento ad un tecnico competente.

Di quale tipologia di inverter hai bisogno?

Dipende dall’installazione eseguita. Tendenzialmente, gli inverter di stringa sono quelli più utilizzati per impianti residenziali o commerciali, potendo gestire anche più stringhe di moduli con differenti esposizioni. Per la gestione attuale o futura (in predisposizione) di un sistema di accumulo, sono disponibili modelli ibridi con caricabatterie incluso.

Quanto deve essere grande l'inverter per il mio impianto fotovoltaico?

La taglia di potenza dipende solitamente dalla potenza del campo fotovoltaico, ovvero dall’insieme dei moduli (organizzati in stringhe) ad esso collegati.
Tendenzialmente si sceglie un inverter di potenza (espressa in kW) paritetica o leggermente inferiore rispetto alla potenza dei moduli fotovoltaici connessi.

Cosa considerare nella scelta dell’inverter?

Risulta possibile selezionare inverter in funzione dei parametri elettrici dell’impianto, considerando anche l’efficienza di conversione (più è alta e maggiore sarà il guadagno di produzione).

Gamma completa Viessmann

I pacchetti fotovoltaici proposti da Viessmann sono composti da moduli fotovoltaici Vitovolt, strutture di montaggio, inverter e batterie di accumulo, con tutti gli accessori necessari quali quadri elettrici, cavi solari, connettori e colonnine di ricarica.

Gli abbinamenti e le combinazioni dei prodotti risultano pre-configurate per una maggiore praticità e sicurezza per clienti ed installatori.

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Aspetti da ricordare per l’installazione inverter

Nella fase di prima installazione dell’impianto, risulta necessario prevedere un corretto posizionamento dell’inverter affinché sia protetto dalle intemperie e dai raggi solari diretti, su locali con temperature moderate (possibilmente all’interno) con un minimo ricambio d’aria per dissipare il calore generato soprattutto nel periodo estivo.

Risulta comunque necessario rispettare le prescrizioni del produttore che specifica le distanze minime per agevolare la convenzione dell’aria a raffreddamento dell’inverter.

Collegamenti delle stringhe fotovoltaiche

All’inverter vengono collegate le stringhe dei moduli fotovoltaici mediante dei cavi “solari” in corrente continua; la lunghezza di queste connessioni può essere considerevole quindi si devono utilizzare appositi cavi di adeguata sezione.

Questi cavi vengono solitamente forniti in dotazione ai pacchetti fotovoltaici Viessmann con differenti tagli di lunghezza.

Manutenzione dell'inverter

L’inverter è il componente elettrico principale dell’impianto e quindi risulta più soggetto ad usura o malfunzionamenti, per questo la sua vita utile viene stimata attorno ad una decina di anni o poco più. Risulta importante una regolare manutenzione ordinaria, controllando collegamenti e connessioni unitamente alla supervisione tramite sistema di monitoraggio incorporato.

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