Ottimizzatori fotovoltaici: cosa sono e quali sono i vantaggi

Gli ottimizzatori fotovoltaici sono dispositivi in grado di aumentare la resa degli impianti fotovoltaici. Scopri come funzionano e quali sono i vantaggi

Gli impianti fotovoltaici rappresentano una fonte di energia pulita con numerosi vantaggi per gli utilizzatori. Affinché si possano sfruttare appieno i benefici di questa tecnologia, è fondamentale garantire l’efficienza e la redditività dell’impianto. Infatti, una resa non ottimale dell’impianto può ridurne notevolmente i benefici, compromettendo la buona riuscita dell’investimento e ritardandone i tempi di ritorno economico. In questo contesto, gli ottimizzatori fotovoltaici emergono come strumenti progettati appositamente per massimizzare la produzione energetica. Si tratta di dispositivi che fungono da connettori tra i singoli pannelli solari e l’inverter che permettono la massima generazione di energia anche in condizioni non ottimali. Nella progettazione di impianti fotovoltaici con ottimizzatori, il software fotovoltaico consente di scegliere la tipologia di ottimizzatore di stringa tipo SolarEdge sia per singolo modulo che per due moduli e di configurare in maniera automatica le stringhe di ottimizzatori per ogni inverter.

Progettazione impianto fotovoltaico con gestione degli ottimizzatori di stringa – Solarius-PV

Ottimizzatori fotovoltaici cosa sono

Gli ottimizzatori fotovoltaici sono dispositivi elettronici progettati per operare in armonia con i moduli solari all’interno di un impianto fotovoltaico. Questi strumenti, caratterizzati da un design compatto e una struttura leggera, trovano la loro collocazione strategica sul retro dei pannelli solari o a livello di stringa all’interno del sistema. La loro funzione cardine è quella di massimizzare la produzione di energia da ciascun modulo fotovoltaico.

In sostanza, gli ottimizzatori per pannelli fotovoltaici svolgono un ruolo importante nel regolare con precisione il cosiddetto punto di massima potenza per ogni singolo modulo o per ogni gruppo di pannelli collegati in una stringa. Questo processo assicura che ciascun pannello solare operi al suo picco di efficienza, indipendentemente dalle condizioni ambientali o operative a cui potrebbe essere esposto.

Siano esse ombre parziali, accumulo di sporco sulla superficie o semplice usura dovuta al tempo, gli ottimizzatori fotovoltaici garantiscono che ogni pannello sfrutti al massimo il proprio potenziale energetico.

A cosa servono gli ottimizzatori fotovoltaici?

Gli ottimizzatori per pannelli fotovoltaici sono componenti essenziali all’interno di un sistema di energia solare e la loro funzione va oltre quella di semplici dispositivi aggiuntivi.

Questi strumenti svolgono una serie di compiti importanti che contribuiscono in modo significativo a migliorare le prestazioni complessive degli impianti fotovoltaici. Di seguito, analizziamo come e perché gli ottimizzatori fotovoltaici sono così importanti:

• massimizzazione dell’efficienza del pannello: una delle funzioni primarie degli ottimizzatori è quella di garantire che ciascun modulo fotovoltaico operi al massimo delle sue capacità, indipendentemente dalle variabili esterne. Questo significa che anche in presenza di ombreggiamenti parziali, sporcizia sulla superficie del pannello o differenze di efficienza tra i moduli, gli ottimizzatori lavorano costantemente per ottenere il massimo rendimento energetico possibile da ciascun pannello solare;
• collegamento modulo-inverter: gli ottimizzatori svolgono un ruolo fondamentale nell’isolare e rendere autonomo ciascun modulo all’interno dell’intero sistema fotovoltaico. Questa caratteristica consente una gestione precisa delle prestazioni dei moduli, evitando che il calo di efficienza di uno di essi influisca negativamente sull’intera stringa di pannelli. Se un pannello non sta producendo al massimo, il resto dell’impianto può continuare a funzionare al suo massimo potenziale;
• trasmissione di dati: gli ottimizzatori per fotovoltaico raccolgono dati dettagliati sulle prestazioni di ciascun modulo o stringa. Questi dati vengono quindi trasmessi attraverso un sistema di raccolta dati, che può essere basato su tecnologie via cavo o wireless. Questa trasmissione dei dati consente un monitoraggio in tempo reale dello stato e della produzione complessiva dell’impianto. In alcuni casi, potrebbe essere necessaria l’installazione di una centralina di raccolta dati dedicata per garantire un monitoraggio accurato e tempestivo;
• monitoraggio e identificazione di anomalie: i dati raccolti e trasmessi dagli ottimizzatori per fotovoltaico offrono un quadro completo delle prestazioni dell’impianto. Questo monitoraggio costante consente di identificare rapidamente eventuali anomalie o cali di rendimento in uno o più pannelli solari. Tale capacità di individuazione precoce è essenziale per agevolare le attività di manutenzione e ottimizzazione, contribuendo a garantire una produzione energetica costante e affidabile nel tempo.

Ottimizzatori fotovoltaici come funzionano

Per comprendere appieno il loro funzionamento è necessario approfondire i principi chiave che li rendono strumenti così efficaci. Il cuore del funzionamento degli ottimizzatori fotovoltaici è la tecnologia di massima tracciatura del punto di potenza, nota come MPPT (Maximum Power Point Tracking). Questa tecnologia è progettata per garantire che ogni singolo modulo fotovoltaico operi nella sua zona di massima potenza, ovvero al punto in cui produce la massima quantità di energia possibile.

Gli ottimizzatori costantemente monitorano la tensione e la corrente generata da ciascun pannello e, in base ai dati raccolti, regolano i parametri operativi per ottimizzare la produzione energetica. Ad esempio, se uno dei pannelli subisce ombreggiamento o una diminuzione delle prestazioni, l’ottimizzatore interviene per massimizzare il rendimento degli altri pannelli.

Gli ottimizzatori fotovoltaici sono dotati di convertitori DC/DC (riduttore-elevatore o buck-boost) che svolgono un ruolo importante nel bilanciare la tensione e la corrente elettrica prodotta dai pannelli solari. Questi convertitori consentono di adattare l’energia generata dai moduli solari alle esigenze del sistema inverter.

In sostanza, se i pannelli producono una tensione e una corrente non ottimali per l’inverter, il convertitore DC/DC interviene per regolarli e adattarli alle specifiche necessità del sistema, massimizzando così l’efficienza complessiva dell’impianto fotovoltaico.

Gli ottimizzatori per fotovoltaico operano in modo continuo, monitorando costantemente la:

• tensione;
• corrente;
• produzione energetica di ciascun modulo.

Questi dati vengono trasmessi al sistema di gestione dell’impianto, consentendo un monitoraggio in tempo reale delle prestazioni. Questo monitoraggio accurato permette di individuare tempestivamente qualsiasi anomalia o malfunzionamento in uno o più pannelli solari, semplificando notevolmente le operazioni di manutenzione.

Infine, un altro aspetto importante del funzionamento degli ottimizzatori è il loro contributo al risparmio energetico complessivo dell’impianto. Grazie alla massima tracciatura del punto di potenza, essi permettono di estrarre il massimo potenziale energetico da ogni modulo, riducendo così le perdite di produzione dovute a ombreggiamento parziale, sporcizia o altre variabili ambientali.

Ottimizzatori fotovoltaico: pro e contro

Gli ottimizzatori per fotovoltaico presentano sia vantaggi che svantaggi che vale la pena esaminare attentamente prima di prendere una decisione sull’utilizzo. Ecco una panoramica completa dei pro e dei contro associati agli ottimizzatori fotovoltaici.

Vantaggi

• massimizzazione dell’energia: la loro capacità di massimizzare la produzione di energia da ogni modulo solare è particolarmente importante in presenza di ombreggiamenti parziali o differenze di efficienza tra i vari pannelli solari. Gli ottimizzatori assicurano che ciascun pannello operi al massimo del suo potenziale, garantendo così una produzione energetica ottimale;
• monitoraggio: gli ottimizzatori richiedono spesso l’installazione di una centralina che fornisce dati dettagliati sulle prestazioni di ciascun modulo solare. Questo livello di monitoraggio avanzato consente di individuare rapidamente eventuali problemi o malfunzionamenti, semplificando notevolmente le operazioni di manutenzione e di ottimizzazione dell’impianto;
• flessibilità nell’installazione: questi strumenti offrono la flessibilità di essere installati a livello di modulo o di stringa, a seconda delle specifiche esigenze dell’impianto fotovoltaico. Questa versatilità consente una progettazione su misura per massimizzare l’efficienza del sistema;
• sicurezza: gli ottimizzatori monitorano costantemente la tensione di ciascun modulo solare, riducendo il rischio di sovratensioni pericolose. Questo aspetto è particolarmente importante per la sicurezza e la durata dell’impianto, soprattutto in caso di malfunzionamenti dell’inverter.

Svantaggi

• costo iniziale: l’installazione di ottimizzatori per fotovoltaico comporta un costo aggiuntivo rispetto a un sistema fotovoltaico tradizionale senza questa tecnologia. Tuttavia, è importante notare che questo costo iniziale può essere compensato dai benefici a lungo termine in termini di aumento della produzione energetica e risparmio;
• tempi di installazione: l’utilizzo di ottimizzatori può aumentare la complessità dell’installazione dell’impianto fotovoltaico. Ogni modulo deve essere collegato all’ottimizzatore, il che significa un numero maggiore di connessioni e componenti elettriche da gestire. Ciò può comportare tempi di installazione leggermente più lunghi;
• scalabilità: in sistemi molto grandi, gli ottimizzatori possono limitare la scalabilità del sistema fotovoltaico. Dato che ogni modulo richiede un ottimizzatore dedicato, la gestione di grandi impianti può diventare più complessa e costosa.

Ottimizzatori fotovoltaico: schema

Di seguito ti fornisco uno schema di un impianto fotovoltaico con ottimizzatori realizzato con il software fotovoltaico.

Ottimizzatori fotovoltaico schema – Solarius-PV

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/ottimizzatori-fotovoltaico/