Perché avete bisogno di un inverter per il vostro sistema di energia solare?

L'impianto solare richiede un inverter per convertire l'elettricità in corrente continua (DC) raccolta dai pannelli in corrente alternata (AC). Inoltre, questi inverter svolgono numerose altre funzioni all'interno dell'abitazione e dovrebbero anche eseguire le operazioni di manutenzione necessarie.

Le dimensioni dell'inverter sono un fattore critico nella progettazione di un sistema solare più batteria efficiente. Un inverter più piccolo può subire perdite di efficienza durante la conversione da corrente continua a corrente alternata, con conseguenti perdite di efficienza durante il funzionamento.

Che cos'è un inverter?

Gli inverter convertono l'elettricità a corrente continua (DC) in corrente alternata (AC). Ciò consente di collegare i dispositivi elettronici direttamente alle prese di corrente alternata presenti nelle abitazioni; a differenza della corrente continua, la corrente alternata può fluire in entrambi i sensi e deve quindi essere incanalata correttamente per funzionare in modo efficace.

Un inverter funziona controllando una serie di interruttori tramite un microprocessore, con una frequenza di commutazione molto più alta di quella della maggior parte degli elettrodomestici (50-60 hertz per la maggior parte dei dispositivi domestici), in modo da produrre onde quasi sinusoidali con una distorsione armonica totale (THD) inferiore a 3%.

La valutazione dell'efficienza di un inverter di potenza viene calcolata sottraendo le perdite di commutazione dalla potenza totale consumata in ingresso e pubblicando questo dato come potenza nominale di uscita in corrente continua o come valore di efficienza in euro.

Gli inverter sono un componente essenziale di qualsiasi sistema a energia solare, in quanto convertono l'energia prodotta dai pannelli solari in elettricità utilizzabile sia per le abitazioni che per le aziende. Gli inverter tradizionali "a stringa" collegano tutti i pannelli solari insieme per assorbire simultaneamente tutta la loro produzione di corrente continua; sempre più spesso si opta per microinverter collegati direttamente ai singoli pannelli per una generazione più efficiente e per un'alimentazione di riserva in caso di interruzione della rete; in genere sono dotati di sensori di temperatura per proteggere questi dispositivi dal surriscaldamento.

Gli inverter convertono l'elettricità in corrente continua (DC) in corrente alternata (AC).

Negli impianti solari, gli inverter convertono l'energia CC dei pannelli solari in elettricità CA utilizzabile dagli elettrodomestici e dai dispositivi elettronici. Inoltre, proteggono le apparecchiature e i cavi domestici in caso di interruzione dell'alimentazione, impediscono la trasmissione di elettricità alle linee elettriche esterne durante le interruzioni della rete e consentono di generare crediti di energia netta (sconti sulla bolletta elettrica per il rinvio dell'energia solare in eccesso alla società elettrica) quando sono collegati alla rete.

Gli inverter funzionano accendendo e spegnendo rapidamente un gran numero di transistor (o semiconduttori). Quando ogni coppia di transistor si apre e si chiude a intervalli diversi, la corrente elettrica sale e scende in modo corrispondente, creando la cosiddetta onda sinusoidale. La forma d'onda risultante assomiglia a quella di una collina.

L'elettricità CC scorre in una sola direzione, mentre l'elettricità CA alterna il suo flusso più volte al secondo. Un inverter converte la tensione CC (tipicamente 12, 24 o 48 volt) nella tensione CA standard di 120 o 240 volt a 60 hertz.

Gli inverter possono immagazzinare l'energia convertita in batterie per le situazioni di emergenza o di picco della domanda. Inoltre, gli inverter possono essere utilizzati anche in sistemi di energia rinnovabile per convertire la produzione di turbine eoliche o di generatori idroelettrici in elettricità CA utilizzabile da altri dispositivi del sistema.

Gli inverter possono immagazzinare l'elettricità in batterie.

I pannelli solari sfruttano la luce del sole per rilasciare elettroni dai wafer di silicio, creando una corrente elettrica. Purtroppo, questa corrente continua (DC) non può essere utilizzata dalla maggior parte degli elettrodomestici; pertanto, il sistema solare richiede un inverter che la converta in corrente alternata utilizzabile in casa.

Gli inverter svolgono molteplici funzioni che favoriscono il funzionamento dell'impianto solare. Ad esempio, monitorano la tensione dei pannelli per stabilire i livelli massimi di potenza di uscita dei moduli, evitando così che le stringhe diventino troppo alte e riducendo così la produzione complessiva di energia dell'impianto. Inoltre, gli inverter sono dotati di funzioni di protezione dai guasti del sistema per rilevare e spegnere se qualcosa va storto con i pannelli o il cablaggio e arrestare immediatamente il sistema in caso di malfunzionamento in uno dei due casi.

Gli inverter intelligenti forniscono un ulteriore livello di comunicazione con la rete. Collegati ai sistemi solari collegati alla rete, gli inverter sono in grado di rilevare le deviazioni di frequenza e tensione rispetto ai valori standard e di reagire in vari modi; alcuni possono sopportare piccole interruzioni; se una deviazione persiste per troppo tempo, possono persino disconnettersi dalla rete e spegnersi del tutto.

Altri inverter forniscono potenza reattiva, quando necessario, alla rete elettrica, contribuendo a bilanciarla e a semplificare il lavoro delle società di servizi. Inoltre, questi inverter restituiscono alla rete l'energia solare in eccesso, consentendo di risparmiare denaro grazie ai crediti di energia netta sulla bolletta elettrica!

Gli inverter possono comunicare con la rete.

Con la diffusione dell'energia solare, è aumentata in modo esponenziale l'importanza degli inverter per comunicare con la rete. Devono informarla quando la loro produzione supera il consumo, in modo da ottenere un credito. Devono inoltre essere in grado di modificare la produzione in base alle variazioni della generazione e della domanda, un aspetto noto come controllo automatico della generazione sulla rete.

Gli inverter forniscono altri servizi di rete, come la risposta alla tensione e alla frequenza. In una rete, la tensione (la forza che spinge la carica elettrica in avanti) e la corrente (il flusso di particelle cariche) fluttuano costantemente. Gli inverter sono dotati di funzioni per sincronizzarle in fase, rendendo più "reale" la potenza assorbita dai dispositivi collegati.

Allo stesso modo, se abbinati a sistemi di energia solare, gli inverter possono aiutare le batterie a rispondere alle fluttuazioni della tensione di rete, regolando la produzione quando la tensione aumenta o diminuisce, contribuendo a proteggere le batterie e altre apparecchiature di rete da danni o guasti.

Gli inverter possono connettersi alla rete tramite apparecchiature di comunicazione integrate direttamente al loro interno o collegate come accessori, inviando informazioni sulla propria produzione e sull'utilizzo dell'energia direttamente a un gateway Internet o a un hardware di monitoraggio, in modo che i proprietari, le società di servizi e i sistemi di automazione della rete possano tenere traccia di tutto ciò che accade al loro interno.