Ottimizzatori per Fotovoltaico, come aumentare il rendimento impianto

Cosa sono gli ottimizzatori per fotovoltaico? Come possono aiutarci ad aumentare il rendimento del nostro impianto?

Un ottimizzatore di un impianto fotovoltaico è un dispositivo elettronico che viene installato sul retro di ogni singolo pannello fotovoltaico. Il suo compito è quello di ottimizzare la produzione di energia di ciascun pannello, indipendentemente dalla produzione degli altri pannelli. Certo, perchè molti non sanno che la produzione totale dell’impianto è ottimale quando tutti i pannelli lavorano al meglio. Se un pannello non produce in maniera ottimale ostacola la produzione anche degli altri moduli e quindi dell’intero impianto, essendo tutti i moduli collegati “in cascata”.

Per dirlo con altre parole: in un’installazione tradizionale, tutti i pannelli sono collegati in serie all’inverter. Questo significa che la produzione di energia di ciascun pannello è limitata dalla produzione del pannello con la minore potenza. In caso di ombreggiamenti, polvere o altri fattori che riducono la produzione di un singolo pannello, la produzione di tutti gli altri pannelli viene ridotta. Ecco perchè sono utili gli ottimizzatori per gli impianti fotovoltaici.

Per chi ha già un impianto fotovoltaico, per chi ha già scelto di investire in un impianto solare, è fondamentale tenere sotto controllo il rendimento dell’impianto per un motivo molto semplice: la buona riuscita dell’investimento dipende da quanto l’impianto sarà in grado di produrre per i propri consumi, prima di tutto, e per l’immissione di energia in rete.

Per usare dei termini un po’ più tecnici: gli ottimizzatori di potenza eliminano il problema rendendo ciascun pannello indipendente dagli altri. Ogni ottimizzatore ha un proprio punto di massima potenza (MPPT), che viene raggiunto indipendentemente dalla produzione degli altri pannelli. In questo modo, anche i pannelli parzialmente ombreggiati o danneggiati possono produrre la massima energia possibile, senza inficiare sull’efficienza dell’intero impianto.

L’autoconsumo e la cessione di energia alla rete sono infatti i fattori che determineranno il rientro dall’investimento in un arco di tempo accettabile e queste tecnologie potranno risultare particolarmente utili, se non necessarie, in alcune particolari condizioni di installazione dei moduli fv.

Gli ottimizzatori di potenza possono essere una soluzione ideale per gli impianti fotovoltaici installati in condizioni ambientali difficili, come in presenza di ombreggiamenti o di polvere. Sono anche una buona scelta per gli impianti fotovoltaici di grandi dimensioni, in quanto consentono di migliorare la resa dell’impianto e di ridurre il rischio di incendi.

Cerchiamo di capire meglio perchè è importante ottimizzare.

Perchè è importante ottimizzare in ogni momento il rendimento impianto

Una volta fatto l’investimento, ogni chilowattora non prodotto è un chilowattora perso in termini di “risparmio in bolletta”. Ogni chilowattora perso è un “costo in bolletta”. L’energia prodotta, autoconsumata o immessa in rete, è infatti il fattore che permetterà di rientrare in tempi rapidi dall’investimento fotovoltaico. Più energia si produrrà, più si avrà la possibilità di autoconsumare l’energia auto-prodotta, più si ridurranno i tempi di ritorno economico dell’investimento. Più energia si produce, inoltre, più si otterranno benefici dal meccanismo di rimborso dello scambio sul posto.

Per questo motivo, ad impianto in funzione, è importante avere “un occhio di riguardo” verso queste due attività:

• monitorare costantemente la produzione fotovoltaica,
• aumentare il più possibile il rendimento dell’impianto.

Attraverso l’utilizzo di ottimizzatori per fotovoltaico è possibile svolgere entrambe queste funzioni.

Cosa sono gli ottimizzatori per fotovoltaico?

Gli ottimizzatori per gli impianti fotovoltaici sono dei piccoli apparecchi, delle piccole scatole in plastica, che si applicano sul retro di ogni pannello fotovoltaico. Ognuna di queste “scatoline” contiene una scheda elettronica in grado di svolgere alcune interessanti funzioni:

• trasmettere, via wireless e in tempo reale, ad una centralina i dati di produzione di ogni singolo modulo,
• tenere sempre ottimale il rendimento del singolo pannello, agendo “in maniera dinamica” su corrente e tensione in relazione alle condizioni di produzione del pannello stesso.

Con un ottimizzatore di potenza, anche in caso di ombreggiamenti, sporcizia o altri fattori che ostacolano la produzione, ogni modulo sarà in grado di “dare sempre il massimo”. Sarà in grado di lavorare sempre al suo “punto di lavoro ottimale” per non ostacolare la produzione dell’intera stringa e dell’intero impianto fotovoltaico.

Vediamo meglio come funziona un ottimizzatore, senza entrare troppo nel tecnico.

Un solo pannello fotovoltaico può compromettere il funzionamento ottimale dell’intero impianto

Il malfunzionamento di un singolo pannello è come un “collo di bottiglia”: il flusso di energia elettrica che passa ed aumenta di modulo in modulo (i moduli sono infatti collegati in serie), può venire sensibilmente ridotto se un pannello non compie bene la sua funzione. Il basso rendimento di un singolo pannello può dipendere da un ombreggiamento passeggero, da sporcizia o da un effettivo malfunzionamento o guasto.

Ogni pannello è infatti, oltre che produttore di energia in corrente continua, un conduttore di corrente elettrica. Questo infatti riceve corrente dal pannello precedente e la invia “maggiorata” al pannello successivo. Se il modulo non funziona bene, si riduce il flusso di corrente prodotta. In questo modo viene quindi compromessa la produttività dell’intera stringa (una “stringa” è una fila di moduli fotovoltaici collegati in serie).

Dunque: il malfunzionamento di un singolo pannello compromette l’efficienza della stringa in cui si trova. E questa, a sua volta, compromette il rendimento dell’intero impianto.

Per questo motivo più l’impianto fotovoltaico è grande più diventa necessario ottimizzarne la produzione attraverso l’utilizzo di ottimizzatori di potenza. Questo utile strumento sarà in grado infatti di agire in tempo reale sui singoli moduli con rendimenti inferiori alla propria potenza nominale e permetterà un intervento tempestivo ed automatizzato per farli funzionare sempre al loro “punto di lavoro ottimale”.

A cosa servono gli ottimizzatori per fotovoltaico

Servono a produrre più energia, in ogni condizione. Gli ottimizzatori per fotovoltaico aumentano il rendimento dell’intero impianto anche fino al 25%.

Come detto: gli ottimizzatori per il fotovoltaico servono a garantire in ogni istante la massima produttività possibile dei singoli moduli fotovoltaici e dell’impianto stesso. Ogni modulo, infatti, non sarà più un semplice “attuatore” passivo, ma inseguirà in tempo reale sempre il punto di lavoro ottimale in base alle condizioni produttive. Per  i più tecnici, si tratta dello stesso principio del MPPT (Maximum Power Point Tracking) degli inverter fotovoltaici.

Non solo: gli ottimizzatori servono anche a monitorare in tempo reale la produzione dei singoli pannelli attraverso un collegamento wireless ad una centralina di raccolta dati. Grazie a questo sistema di monitoraggio a livello di modulo si potrà individuare tempestivamente il singolo pannello responsabile del calo produttivo.

Come detto, inoltre, l’ombreggiamento passeggero o il malfunzionamento di un singolo pannello, può causare la perdita di produzione sull’intero impianto. Se le cause sono facilmente individuabili sui piccoli impianti, sulle grandi installazioni le cause dei cali di rendimento non sono sempre facilmente individuabili senza un adeguato sistema di monitoraggio a livello di singolo pannello.