July 2012

Ritorno al futuro

Con Sunny Boy HF, SMA ha reinventato l’inverter senza trasformatore

Il nuovo Sunny Boy HF è più efficiente, flessibile e semplice da montare rispetto ai modelli analoghi sul mercato. Soprattutto perché abbina un principio sviluppato da SMA 19 anni fa alla tecnologia più moderna.

Il grado di rendimento del modello PV-WR 1500 è piuttosto modesto dal punto di vista odierno: l’apparecchio lanciato nel 1991 raggiungeva il 92%, un eccellente risultato per l’epoca. Il suo principio tecnologico di base è all’origine del nuovo Sunny Boy HF, in combinazione con la tecnologia odierna più all’avanguardia. Si tratta di un trasformatore ad alta frequenza, come rivela la sigla nel nome del prodotto. “Un tipico trasformatore da 50 Hz è il componente più grande e pesante di un inverter”, così illustra le premesse Sven Bremicker, Responsabile dello sviluppo di piattaforme. “Non a caso SMA ha accelerato lo sviluppo di inverter FV senza trasformatore ed è stata una dei primi produttori a portarli sul mercato”. Vi è tuttavia ancora bisogno di inverter con trasformatore: che si tratti della necessaria messa a terra di determinati tipi di moduli o della separazione galvanica, che in alcuni Land tedeschi è imposta per legge.

Il meglio di due principi

Venivano così stabiliti i requisiti della nuova famiglia di apparecchi: l’obiettivo era un inverter che riunisse i vantaggi di entrambi i principi. Un apparecchio compatto e leggero, che offrisse tutti i vantaggi della separazione galvanica e al contempo possedesse un rendimento maggiore rispetto ai dispositivi con trasformatore della stessa classe di potenza. “È ciò che abbiamo ottenuto in particolare con l’ulteriore sviluppo della topologia ad alta frequenza”, afferma Sven Bremicker. L’idea di base è relativamente semplice: un trasformatore, a pari potenza, diventa tanto più piccolo e leggero, quanto maggiore è la frequenza della corrente alternata che lo attraversa. Se si trasforma la corrente continua del modulo fotovoltaico in una corrente alternata ad alta frequenza si può impiegare di conseguenza un trasformatore decisamente più compatto. Successivamente, la corrente viene di nuovo raddrizzata per essere infine trasformata in corrente alternata con l’usuale frequenza di rete di 50 Hz.

Il collegamento ad alta frequenza intercalato esige però una serie di commutatori a semiconduttore, caratteristica che rende più complicata la struttura e comporta perdite aggiuntive. “Il progresso nell’elettronica non è comunque un problema allo stato attuale della tecnica – né dal punto di vista dei costi né per quanto riguarda l’affidabilità”, spiega Bremicker. “E per aumentare il rendimento puntiamo su una vera chicca tecnica: i circuiti risonanti.” Lo stratagemma fisico che vi sta dietro è noto a chiunque si sia seduto almeno una volta su un’altalena: quest’ultima ha una determinata frequenza di risonanza (ossia durata dell’oscillazione) che è stabilita dalla lunghezza del cavo. Tramite un regolare e modesto apporto di energia precisamente nel momento giusto è possibile indurre con estrema facilità un movimento oscillatorio intenso e regolare. Ciò si rivela decisamente più efficace del movimento alternato di un oggetto non risonante. E funziona anche con i commutatori a semiconduttore all’interno dell’inverter.

Piccolo, leggero e altamente efficiente

L’innovativo principio di collegamento si riflette anche nei dati tecnici del compatto Sunny Boy HF: un rendimento europeo del 95,5% e un rendimento massimo superiore al 96% stabiliscono gli standard per gli inverter a separazione galvanica. E con soli 17 kg, SB 3000HF pesa all’incirca la metà dei dispositivi tradizionali della stessa classe di potenza. A prescindere da ciò, la nuova famiglia di dispositivi offre evidenti vantaggi nella progettazione e nell’installazione: da una parte, il range di tensione CC estremamente ampio (da 175 a 700 V) garantisce una straordinaria compatibilità con i moduli. La maggioranza dei comuni moduli da 6 pollici può essere per di più dimensionata soltanto con una stringa.

Messa a terra in 3 secondi

Dall’altra parte, Sunny Boy HF è il primo inverter al mondo a offrire la possibilità di mettere a terra gli impianti FV praticamente “in un batter d’occhio”. Occorre soltanto un piccolo accessorio, lo SMA Plug-In Grounding: un componente di plastica a forma di chiodo di circa 9 centimetri di lunghezza, con un connettore a 5 poli in testa. “Il punto forte è che il cablaggio necessario è già presente di serie nel dispositivo. Non occorre più aprire l’inverter, ma basta solo chiudere la messa a terra – tramite il semplice inserimento del Plug-In-Grounding.” La messa a terra di un generatore FV dura così nel migliore dei casi 3 secondi: basta tirare l’impugnatura ESS sull’inverter scollegato, inserire lo SMA Plug-In-Grounding dal basso nell’apertura prevista… ed è fatto.

Flessibilità sul posto

Il nuovo principio di messa a terra, comunque, non è soltanto semplice, ma anche estremamente flessibile. “Naturalmente vi è una notevole differenza tra il mettere a terra il polo positivo o quello negativo del generatore FV”, spiega Bremicker. “Ciò dipende dai tipi di moduli impiegati di volta in volta. Sul luogo di installazione non devi farti problemi perché con lo SMA Plug-In Grounding vanno bene entrambi.” Il segreto? Plug-In Grounding è inseribile in 2 sensi diversi. L’inverter riconosce il senso di inserimento tramite il contatto del connettore a 5 poli e provvede a una messa a terra positiva o negativa secondo il caso. Tramite le impostazioni del menu, l’installatore può inoltre stabilire se, in presenza di eventuali errori nella messa a terra, il dispositivo debba disinserirsi dalla rete o soltanto inviare un avviso.

Uso semplicissimo, caratteristiche intelligenti e principio di collegamento altamente efficiente: “vi sono già un paio di buone idee dei nostri sviluppatori”, precisa Sven Bremicker soddisfatto. “Il nuovo Sunny Boy HF è semplicemente un dispositivo perfetto per impianti esigenti.”

Ulteriori informazioni

Sei interessato alla serie Sunny Boy HF? Tutte le informazioni più interessanti su questo nuovo apparecchio, sono inoltre disponibili su www.sma-italia.com/SunnyBoyHF

Sommario

  1. Il meglio di due principi
  2. Piccolo, leggero e altamente efficiente
  3. Messa a terra in 3 secondi
  4. Flessibilità sul posto
  5. Ulteriori informazioni

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