INVERTER

In questa sezione non tratteremo la parte ingegneristica relativa a come e perché funzioni un inverter: se siete interessati ad approfondimenti in questo campo vi consigliamo di consultare la pagina di approfondimento in materia cliccando qui.

In un impianto fotovoltaico la corrente prodotta dai pannelli è una corrente continua mentre la corrente normalmente impiegata per gli utilizzatori è una corrente alternata si rende pertanto necessario convertire la corrente da continua ad alternata ed è qui che entrano in gioco gli inverter (anche detti convertitori statici).

Lo scopo di un inverter nell'impianto fotovoltaico è appunto la conversione della corrente continua generata dal campo fotovoltaico in corrente alternata per l'uso in rete.
Ovviamente un inverter fotovoltaico è qualche cosa di ben più complesso di un semplice inverter industriale in quanto, oltre ad effettuare la semplice conversione DC > AC, deve preoccuparsi di:

  • - monitorare parametri di rete e uniformarsi agli stessi;
  • - monitorare la presenza della tensione di rete e CESSARE IMMEDIATAMENTE la produzione in caso di mancanza di tensione (interfaccia DIB);
  • - monitorare le prestazioni del campo fotovoltaico e cercare di ottimizzarne le prestazioni (circuiti MPPT);

Interfaccia DIB
Tutti gli impianti da utilizzarsi per la connessione in rete devono essere dotati di un dispositivo di interfaccia (DIB) che monitorizzi costantemente la rete pubblica per accertarsi che vi sia tensione e CESSARE IMMEDIATAMENTE la produzione in caso di mancanza di tensione in rete. Questo dispositivo, se da un lato comporta l'impossibilità di utilizzare un impianto fotovoltaico come batteria tampone per la casa, ha una ragione di esistere ben precisa: garantire la massima sicurezza sulla rete elettrica.
La mancanza di corrente non sempre è dovuta ad un evento accidentale (il contatore che è "saltato") ma spesso è dovuta ad un guasto sulla linea elettrica o ad un distacco programmato per manutenzione sulla linea: in entrambi i casi immettendo corrente in rete si correrebbe il rischio di fulminare gli operatori intenti alla manutenzione della linea.

Il compito dell'interfaccia è monitorare:
-tensione di rete;
-frequenza di rete;
-derivata di frequenza;

Per gli impianti di piccole e medie dimensioni l'interfaccia DIB può essere integrata nell'inverter ma, per gli impianti più grossi o che comportano la presenza di più di tre inverter, è necessario che tale interfaccia sia realizzata in un quadro a parte.

Circuiti MPPT
Come abbiamo visto analizzando i pannelli fotovoltaici le prestazioni di questi ultimi variano sensibilmente in funzione delle condizioni di temperatura, irraggiamento e carico a cui sono sottoposti.
Gli inverter sono pertanto dotati di un circuito di ottimizzazione che cerca di seguire le condizioni ottimali del pannello al variare delle condizioni di temperatura, irraggiamento e carico.
Questa funzionalità è denominata MPPT: Maximun Power Point Tracking).
Gli inverter più economici sono spesso dotati di un solo circuito MPPT nonostante sia possibile collegarvi più stringhe mentre gli inverter migliori dispongono di più circuiti MPPT (uno per stringa) consentendo alle stringhe di lavorare in modo indipendente in funzione delle singole specifiche condizioni.
Risulta evidente come una maggiore indipendenza delle stringhe comporti un miglioramento delle prestazioni dell'impianto: va infatti ricordato come tutti i pannelli di una stringa/circuito MPPT si comportino come il peggiore pannello collegato: tale fenomeno noto come mismatching (può essere "ottenuto" anche collegando pannelli con prestazioni differenti al medesimo circuito MPPT).
Gli inverter per impianti fotovoltaici sono poi suddivisi in due grandi categorie:

A isola (o stand-alone)
Questo genere di inverter sono utilizzati in tutti quei casi in cui l'impianto fotovoltaico non è collegato alla rete pubblica ma funziona in modo isolato (baite di montagna, ecc. ecc.).
Rispetto a quanto detto in precedenza questi inverter NON sono dotati di interfaccia DIB in quanto non devono essere collegati alla rete pubblica.
Spesso integrato con l'inverter è realizzato il regolatore di carica per gestire, oltre che la conversione DC>AC, anche la ricarica delle batterie tampone da utilizzarsi durante la notte.

Connessi alla rete (grid-connected)
Sono gli inverter più comunemente utilizzati.
Rispecchiano tutte le caratteristiche sopra riportate e spesso sono già dotati o possono essere dotati di strumenti di misura e memorizzazione (data logger) in grado di registrare i valori di produzione (sia DC che AC) e di integrarli con i dati climatici in modo da permettere un'attenta analisi delle prestazioni dell'impianto.

Ancoraggi per superfici piane


Inverter di piccola capacità
per uso interno (IP21)

Inverter di piccola capacità
per uso esterno (IP65)

Inverter di media capacità
per uso esterno (IP65)

Inverter di grande capacità (100kW)