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Ottimizzatori fotovoltaico: cosa sono e come aumentano la resa dell’impianto

da Redazione | 10 Febbraio 2020

Investire in un impianto fotovoltaico consente di ridurre i consumi assicurando un risparmio energetico che si traduce in una riduzione dei costi in bolletta.

Tuttavia una resa non ottimale del sistema può ridurne notevolmente i benefici, compromettendo la buona riuscita dell’investimento o ritardandone i tempi di ritorno economico.

Soltanto producendo una buona quantità di energia per il proprio fabbisogno o da reimmettere in rete sarà possibile ridurre i costi in bolletta.

Ecco perché diventa indispensabile aumentare il rendimento dell’impianto e tenere sotto controllo la produzione fotovoltaico in modo costante.

Fortunatamente oggi è possibile adottare alcune strategie perché l’impianto sia produttivo e assicuri un adeguato risparmio energetico, una di queste è l’uso degli ottimizzatori per fotovoltaico, ecco che cosa sono e qual è la loro funzione e i principali vantaggi.

Ottimizzatori fotovoltaico: che cosa sono e a che cosa servono

Gli ottimizzatori per fotovoltaico sono componenti del sistema installate sul retro dei pannelli solari per collegare il singolo modulo con l’inverter in modo da renderlo indipendente dagli altri.

Questi piccoli apparecchi in plastica dal peso di circa 2 kg hanno l’aspetto di scatole nere contenenti al loro interno una scheda elettronica la cui funzione è quella di trasmettere via wireless i dati di produzione ai singoli moduli, assicurando, così, il rendimento massimo del singolo pannello.

Installare gli ottimizzatori sul fotovoltaico significa dunque assicurarsi un monitoraggio continuo e in tempo reale della produzione dei singoli pannelli grazie ad una centralina di raccolta dati, che, proprio grazie al collegamento via wireless, consentirà di individuare in modo tempestivo eventuali anomalie e cali di rendimento.

Gli ottimizzatori di potenza hanno infatti la funzione di permettere all’impianto di raggiungere quello che viene definito il punto di massima potenza (MPPT) per il singolo modulo, assicurando un funzionamento ottimale ed efficiente dell’impianto anche in caso di ombreggiamenti, sporcizia e in presenza di altri fattori che ne diminuiscano la resa.

Questi apparecchi hanno dunque lo scopo di permettere all’intero sistema di non subire lo scarso rendimento dei singoli pannelli, che, a tale scopo, non attueranno passivamente il lavoro ma contribuiranno in tempo reale a raggiungere il punto massimo di efficienza ottimizzando la resa produttiva dell’impianto.

Ottimizzatori fotovoltaico: come funzionano

Gli ottimizzatori di potenza per fotovoltaico funzionano arginando quei malfunzionamenti dei singoli moduli dell’impianto, denominati “collo di bottiglia”.

Grazie ad un convertitore DC/DC di tipo buck-boost regolato da un dispositivo MPPt con uno speciale algoritmo, questi dispositivi differenziano in modo ottimale i punti di lavoro dei moduli fotovoltaici, ottimizzandone la resa grazie ad una uscita in regime continuo variabile in rapporto alla potenza di ingresso.

In assenza di questi dispositivi, infatti, l’inverter riceve informazioni da un gruppo di moduli collegati in serie e non da un singolo modulo.

Ciò significa che in presenza di anomalie o malfunzionamenti, in caso di ombreggiamento ad esempio, di un singolo pannello l’intero sistema subirà una perdita di produzione, spesso non facilmente arginabile né di semplice e immediata risoluzione, soprattutto nei piccoli impianti.

Il flusso di energia elettrica di un sistema fotovoltaico in condizioni ottimali riesce a passare di modulo in modulo aumentando da un pannello all’altro.

Ogni pannello è infatti produttore di energia in corrente continua ma anche conduttore in corrente alternata ossia riceve energia dal pannello precedente e la trasmette in forma maggiorata a quello successivo, garantendo la produttività della stringa ossia della fila di moduli fotovoltaici in seria.

In presenza di scarso rendimento di un singolo modulo, di conseguenza, la resa energetica dell’intero sistema non potrà che subire un netto ridimensionamento.

Inoltre, più l’impianto fotovoltaico è grande più cresce la necessità di ottimizzarne la resa energetica, di qui l’uso degli ottimizzatori di potenza.

In caso di rendimenti inferiori alla potenza richiesta, questi apparecchi intervengono tempestivamente sui singoli moduli per farli funzionare correttamente.

Individuando il punto di massima potenza di ciascun modulo, che corrisponde alla zona di maggior irraggiamento solare del pannello, agiscono immediatamente su di essa per farla lavorare a pieno regime, assicurando così una resa energetica del 25% superiore rispetto ad un impianto ordinario.

Ottimizzatori fotovoltaico: principali vantaggi

L’installazione degli ottimizzatori per fotovoltaico permette di disporre i moduli singoli in posizioni differenti stabilendone anche orientamenti diversificati per migliorare la resa energetica dell’impianto, ma questo non rappresenta l’unico beneficio ad essi collegato, tra i principali vantaggi troviamo:

Monitoraggio

L’applicazione di ottimizzatori fotovoltaici permette di migliorare nettamente le prestazioni energetiche dell’intero impianto grazie ad un monitoraggio continuo dei singoli moduli, che garantisce un tempestivo intervento sui guasti per eseguire la manutenzione.

Flessibilità

Gli ottimizzatori di potenza assicurano a chi li installa flessibilità e versatilità in quanto sono progettati per funzionare al meglio anche in condizioni ambientali non favorevoli e in situazioni estreme, offrendo affidabilità e garanzie prolungate nel tempo e paragonabili a quelle degli stessi pannelli solari (spesso anche fino a 25 anni).

La flessibilità di progettazione di questi apparecchi ne consente un uso ottimale anche in presenza di spazi ridotti, a tal punto che in commercio è possibile reperire alcuni modelli da fissare su cornice.

Con un sistema tradizionale, infatti, per formare una stringa si dovrebbero installare almeno sei o sette pannelli, mentre l’applicazione degli ottimizzatori di potenza permette di far fruttare al meglio l’investimento rendendo possibile posizionare l’impianto anche su tetti complicati, ad esempio installando un pannello con orientamento diverso dagli altri.

Rendimento

La resa energetica del sistema, grazie agli ottimizzatori di potenza, è superiore di circa il 25% come si è visto, ma ciò che è più importante sottolineare è che questi apparecchi risolvono il fenomeno chiamato mismatching ossia le perdite di efficienza dei singoli moduli che provocano una riduzione della resa energetica totale pari al 2-3%.

Sicurezza

Gli ottimizzatori per fotovoltaico assicurano standard di sicurezza elevati riducendo ad 1 volt la tensione applicata a ciascun pannello di sistema.

Le stesse condizioni, infatti, non si otterrebbero in assenza di questi apparecchi, soprattutto perché in caso di spegnimento dell’inverter, la corrente, in presenza di irraggiamento solare, continuerà a produrre elettricità in modo continuo con una tensione molto elevata, pari a circa 200-400 volt, con conseguente pericolo per chi interviene ad arginare eventuali guasti.

Costi

Sistema di monitoraggio efficiente e flessibilità rendono gli ottimizzatori di potenza particolarmente convenienti anche in termini economici, permettendo di rientrare rapidamente nell’investimento grazie ad una resa superiore dell’impianto, i cui costi di manutenzione sono decisamente più contenuti.

In termini di spesa aggiuntiva per ogni singolo componente l’importo da investire è di circa 50€, che equivale ad un costo di 400-500€ per un impianto da 3 kWp.

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