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Dimensionamento inverter fotovoltaico

Dimensionamento inverter fotovoltaico: guida ed esempio con software

Tempo di lettura stimato: 4 minuti

Come stimare velocemente il dimensionamento dell’inverter fotovoltaico in caso di impianto a isola (off-grid) o connesso alla rete (grid-connected)

Fare il dimensionamento corretto di un inverter fotovoltaico è un processo essenziale per la progettazione efficiente di un impianto di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. Vediamo prima di tutto a cosa serve l’inverter in un impianto fotovoltaico, come dimensionarlo e come utilizzare al meglio un software fotovoltaico per dimensionare  l’intero impianto ed ottimizzarne la resa, al fine di diminuire il tempo di ritorno dell’investimento.

A cosa serve un inverter fotovoltaico

Prima di tutto, occorre comprendere che la conversione dell’energia solare in energia elettrica avviene attraverso le celle fotovoltaiche, che sono connesse in stringhe di modulo all’interno dei pannelli fotovoltaici. I pannelli, a loro volta, sono collegati in serie per formare le stringhe di campo, che insieme costituiscono il campo fotovoltaico.

Una caratteristica importante degli impianti fotovoltaici è che producono corrente continua (DC), mentre l’energia elettrica utilizzabile dalla rete e dall’impianto delle nostre abitazioni è in corrente alternata (AC). Per effettuare questa conversione, si utilizza un dispositivo chiamato inverter fotovoltaico. Senza di esso, dunque, l’energia elettrica generata dai pannelli solari sarebbe inutilizzabile dalla rete elettrica domestica.

Ma l’inverter non è solo un convertitore di corrente. Ottimizza la produzione complessiva di energia, massimizza l’efficienza dell’impianto e consente anche un uso più intelligente dell’energia solare, riducendo gli sprechi e aumentando rendimento.

In base all’impianto, l’inverter può essere:

  • monofase, per impianti di modeste dimensioni, fino a 6 kW;
  • trifase, per impianti più ampi come quelli industriali o aziendali. La loro presenza in ambito domestico è meno comune.
  • di stringa, centralizzato, micro inverter, ibrido per impianti connessi alla rete.

Se vuoi approfondire, leggi anche Cosa sono gli inverter fotovoltaici.

Come dimensionare un inverter fotovoltaico: esempi e casi pratici

Per quanto riguarda il dimensionamento di un inverter fotovoltaico, è necessario considerare diversi fattori che includono, il numero massimo di moduli che possono essere collegati in serie in una stringa e il numero massimo di stringhe accettate. Questo calcolo si basa sulla somma delle tensioni di tutti i moduli di una stringa, considerando le condizioni peggiori in termini di temperatura e irraggiamento solare. L’obiettivo è evitare di superare la tensione massima accettata dall’inverter.

Ad esempio, se dobbiamo dimensionare un impianto composto da 12 moduli fotovoltaici collegati in serie, dobbiamo calcolare la tensione massima della stringa e assicurarci che non superi la tensione massima accettabile dall’inverter fotovoltaico.

Dimensionamento dell’inverter per impianti grid connected

Gli impianti grid connected (connessi alla rete) sono collegati alla rete elettrica nazionale. L’energia solare prodotta viene utilizzata all’interno dell’abitazione, mentre l’eccesso può essere venduto alla rete elettrica grazie allo scambio sul posto. È la tipologia più comune e offre un’installazione semplice.

Impianto fotovoltaico grid connected

Schema impianto fotovoltaico grid connected

In questo caso, l’inverter fotovoltaico deve avere la stessa potenza dei pannelli per garantire un funzionamento efficiente e sicuro, anche durante picchi di produzione. Ad esempio, per un impianto fotovoltaico da 3 kW servirà un inverter da 3 o 3,5 kW.

Dimensionamento dell’inverter per impianti a isola

Gli impianti a isola (stand-alone), o off-grid, non sono collegati alla rete elettrica nazionale. L’energia solare viene utilizzata direttamente dall’impianto domestico o immagazzinata in batterie di accumulo in grado di stoccare l’elettricità prodotta dall’impianto e restituirla all’utenza in caso di necessità. Questo tipo di impianto è vantaggioso soprattutto in zone isolate dove non è conveniente, o troppo complicato, collegarsi alla rete elettrica nazionale. Infatti, la batteria d’accumulo, se l’impianto è dimensionato correttamente in base alle esigenze dell’utente, garantisce la piena autonomia dalla rete elettrica nazionale, consentendo l’utilizzo dell’energia accumulata anche durante la notte e nelle giornate piovose.

Schema impianto fotovoltaico a isola

Schema impianto fotovoltaico a isola

L’inverter deve essere dimensionato in base al massimo carico di picco, ovvero in base alla potenza massima che l’inverter può fornire per un breve tempo (da pochi secondi fino a 15 minuti).

Questo perché la potenza fornita all’inverter dal regolatore di carica (la cui funzione è quella di assicurare una corrente costante) non dovrebbe mai essere inferiore alla potenza assorbita in un qualsiasi momento dal carico che vogliamo alimentare.

In questo caso, l’inverter fotovoltaico deve avere una potenza superiore del 25-30% rispetto alla potenza assorbita dal carico. Questo assicura un funzionamento affidabile del sistema in ogni condizione.

Per un impianto di 3 kW, è necessario prevedere un inverter almeno di 4 kW.

Dimensionamento e simulazione di un inverter con un software fotovoltaico

Se hai stabilito la potenza, la tipologia (off-grid, grid-connected, ecc.) dell’impianto fotovoltaico da progettare ed hai stimato anche il dimensionamento dell’inverter fotovoltaico, puoi passare alla modellazione 3D dell’impianto per eseguire i calcoli e le valutazioni economiche necessarie in fase di progettazione.

Se utilizzi un software per il calcolo dell’impianto fotovoltaico, puoi scegliere direttamente dalla libreria integrata, tutti i modelli da inserire nel modello 3D dell’impianto. Hai a disposizione centinaia di modelli relativi a moduli, inverter, batteria, ecc., che puoi anche personalizzare con le caratteristiche che hai previsto in progetto.

Di seguito ti mostro un breve video che ti guida nella scelta dell’inverter direttamente dalla libreria.

 

 

Solarius-PV

 

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