I compiti dell’inverter fotovoltaico
I compiti di un inverter fotovoltaico sono tanto variegati quanto complessi:
1. Trasformazione con basse perdite
Una delle caratteristiche più importanti di un inverter è il suo grado di rendimento. Quest’ultimo indica quale percentuale dell’energia “immessa” sotto forma di corrente continua viene riemessa sotto forma di corrente alternata. Gli apparecchi moderni conseguono un grado di rendimento pari al 98%.
2. Ottimizzazione della potenza
La curva caratteristica dei moduli fotovoltaici dipende fortemente dall’intensità dell’irraggiamento e dalla temperatura dei moduli, quindi da valori che si modificano continuamente nell’arco della giornata. L’inverter deve pertanto trovare e mantenere costantemente il punto di funzionamento ideale sulla curva caratteristica, per poter “tirar fuori” dai moduli solari la potenza maggiore in ogni situazione. Questo punto di funzionamento ottimale si chiama Maximum Power Point (MPP); la ricerca e il mantenimento dell’MPP costituiscono l’inseguimento MPP, estremamente importante per il rendimento energetico di un impianto fotovoltaico.
3. Monitoraggio e protezione
L’inverter monitora da un lato il rendimento dell’impianto FV e segnala la presenza di eventuali anomalie. Dall’altro lato si occupa del monitoraggio della rete di alimentazione alla quale è collegato. Per motivi di sicurezza deve dunque disinserire immediatamente l’impianto in caso di anomalia nella rete pubblica, oppure contribuire al supporto della stessa, in base ai requisiti del gestore di rete locale.
Inoltre spesso possiede un dispositivo in grado di interrompere in maniera sicura il flusso di corrente dai moduli fotovoltaici. Infatti, in caso di irraggiamento, essi si trovano fondamentalmente sotto tensione, e dunque non si possono disinserire. Se si interrompe il collegamento via cavo con l’inverter durante il funzionamento, possono verificarsi pericolosi archi elettrici che, a causa della corrente continua, non scompaiono. Integrando un dispositivo sezionatore direttamente nell’inverter, l’installazione e il cablaggio risultano decisamente più semplici.
4. Comunicazione
Le interfacce di comunicazione sull’inverter consentono il controllo e il monitoraggio di tutti i parametri, i dati di funzionamento e i rendimenti. Tramite un collegamento di rete, un bus di campo, come ad es. RS485 o senza cavi mediante SMA Bluetooth®, è possibile richiamare i dati e configurare i parametri degli inverter. La maggior parte delle volte i dati vengono interrogati tramite un data logger, che raccoglie le informazioni di più inverter, e su richiesta trasmessi a un portale dati online (ad es. Sunny Portal di SMA).
5. Gestione della temperatura
La temperatura nell’involucro dell’inverter influisce anche sul grado di rendimento. Se sale troppo, l’inverter deve ridurre la sua potenza. In alcune circostanze non è quindi poi possibile utilizzare appieno la potenza di modulo attualmente disponibile.
La temperatura dipende da un lato dal luogo di montaggio (l’ideale sarebbe un ambiente uniformemente fresco). Dall’altro lato dipende direttamente dal funzionamento dell’inverter: anche con un grado di rendimento pari a 98%, le perdite (sotto forma di calore) sono comunque pari a un 2%. Con una potenza di 10 kW la potenza termica massima è pur sempre di 200 W. Quindi è particolarmente importante un raffreddamento efficiente e affidabile dell’involucro, ad es. con il sistema di raffreddamento “OptiCool” di SMA. I componenti, disposti in maniera ottimale sotto il profilo termico, possono smaltire il loro calore direttamente nell’ambiente, mentre l’intero involucro funge da dissipatore. Così gli inverter funzionano con potenza nominale massima anche a temperature ambiente fino a 50 °C.
6. Protezione
Un involucro resistente alle intemperie, in caso ottimale con grado di protezione IP65, permette il montaggio all’esterno e in qualsiasi luogo dell’inverter. Il vantaggio: più vicino viene installato l’inverter ai moduli, minore sarà l’onere dovuto alla posa dei relativamente costosi cavi CC.