Ottimizzatori fotovoltaico: come aumentare la resa dell’impianto

L’ottimizzatore fotovoltaico è un dispositivo molto utile per far sì che ogni singolo pannello solare in un impianto possa rendere al meglio, anche quando ci sono ombreggiamenti o altri problemi che normalmente creerebbero il fenomeno del “collo di bottiglia”. Ecco come fare per sapere se è necessario ricorrere o meno a questi accessori, ormai sempre più diffusi.

Quando acquistarli per rimediare agli ombreggiamenti e non solo

A che cosa serve l’ottimizzatore

Quando si parla di impianti a energia solare, una delle più importanti variabili di cui tenere conto prima dell’acquisto è senza dubbio la resa dell’impianto stesso, da cui deriva la convenienza dell’intera installazione. Senza una resa adeguata, infatti, i tempi di ammortamento per l’investimento effettuato si allungano, e considerato che dopo qualche decennio anche i pannelli solari vanno sostituiti per via dell’usura e della perdita di capacità produttiva, il rischio è quello di aver sostenuto una spesa ingente per andare in pari, nella migliore delle ipotesi.

Fortunatamente oggi la tecnologia in materia di fotovoltaico ha fatto consistenti passi avanti e affinché un impianto a energia solare sia conveniente servono superfici sempre più ridotte. Non per questo però bisogna sottovalutare la resa: un impianto con pannelli che non hanno la giusta inclinazione, ad esempio, o che sono esposti in direzione errata (ad esempio a nord), o ancora che non possono sfruttare adeguati sistemi di accumulo, è destinato a essere un costo e non un risparmio, per non parlare degli ombreggiamenti inevitabili (si pensi a un camino alto un metro, che porta per forza, durante l’arco della giornata, a una diminuzione della resa per un o più moduli dell’impianto intero). In in tutti i casi in cui l’installazione è stata effettuata nel modo giusto ma ancora non si è riusciti a ottenere la resa desiderata, possono entrare in gioco soluzioni alternative, come gli ottimizzatori fotovoltaici.

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Che cosa sono gli ottimizzatori

Gli ottimizzatori per fotovoltaico sono dei dispositivi di ridotte dimensioni che stanno prendendo sempre più piede, visto che sono in grado di risolvere almeno parzialmente i problemi di scarsa resa dovuti a ombreggiamenti locali o a installazioni di pannelli con inclinazioni diverse: funzionano nell’ottica dell’inseguimento del punto di massima potenza (MPPT) per ogni singolo modulo, attenuando tutti i tipi di perdite che sono dovuti al disaccoppiamento dei vari moduli, dalla tolleranza di fabbricazione fino all’ombreggiamento parziale.

Alla vista, gli ottimizzatori fotovoltaici sono delle piccole scatole nere, che vanno montate nel retro di tutti i pannelli solari che compongono l’impianto: il loro obiettivo è infatti proprio quello di massimizzare la produzione di ogni singolo modulo, anche se è ombreggiato o è sporco, riducendo il fenomeno del “collo di bottiglia” che, in caso di minor resa di un modulo, costringe anche gli altri a ridurre il valore dell’amperaggio e quindi a diminuire la propria potenza in uscita.

Ogni pannello infatti non è soltanto un produttore di energia, ma anche un conduttore di corrente, che la riceve dal pannello precedente e la invia accresciuta al successivo pannello; la “stringa”, ovvero la fila di moduli collegati uno all’altro, perde quindi molto della sua possibilità di resa quando c’è un anello debole a causa di un ombreggiamento, della sporcizia dovuta dalla fuliggine, dalle foglie o dagli escrementi degli uccelli e così via.

Gli ottimizzatori riescono infatti a trasmettere a una centralina – wireless e in tempo reale – tutti i dati di produzione del singolo modulo, mantenendo in maniera dinamica ottimale il suo rendimento, regolando tensione e corrente. Il risultato è quello di consentire a ogni pannello di lavorare al suo punto di lavoro ottimale.

Come funzionano gli ottimizzatori

Gli ottimizzatori per fotovoltaico sono costituiti da un convertitore DC/DC di tipo buck-boost, regolato da un dispositivo MPPT con apposito algoritmo. Questi convertitori, avendo un’uscita in regime continuo variabile a seconda della potenza d’ingresso, sono in grado di differenziare i punti di lavoro dei pannelli fotovoltaici, ottimizzando la loro resa in potenza. In questo modo, i pannelli diventano davvero indipendenti l’uno dall’altro, anche in relazione alla propria stringa di riferimento.

Il problema del collo di bottiglia viene definitivamente superato, con un intervento tempestivo e del tutto automatizzato quando i singoli pannelli per qualche motivo hanno dei rendimenti inferiori rispetto alla propria potenza nominale. Il principio, come detto, è quello del MPPT (Maximum Power Point Tracking) che si trova anche negli inverter fotovoltaici.

I vantaggi degli ottimizzatori

Tutto questo si traduce in una lunga lista di vantaggi per chi sceglie di utilizzare questi dispositivi. La produzione, infatti, viene massimizzata, arrivando a una resa superiore anche del 25% rispetto agli impianti tradizionali. Di conseguenza si rientra più rapidamente dall’investimento (l’impianto in altre parole si ripaga prima, grazie alla produzione superiore), e anche i costi di manutenzione sono minori, visto che gli ottimizzatori comprendono anche il sistema di monitoraggio.

Gli ottimizzatori delle migliori marche oggi disponibili sul mercato sono progettati anche per funzionare al meglio in condizioni ambientali estreme, hanno un’affidabilità e una garanzia paragonabili a quelle dei pannelli solari (e cioè 25 anni) e sono disponibili anche per il fissaggio su cornice.

Con una differenziazione di ciascuno dei pannelli solari, l’impianto è più sicuro e si ha più flessibilità per la progettazione, con un’utilizzo ottimale dello spazio a disposizione, considerando che un pannello in esposizione anche non perfetta non pregiudica più la resa di tutto l’impianto considerato nel suo insieme. Una tecnologia simile a quella degli ottimizzatori è rappresentata dai micro-inverter, che però costano di più e, almeno per l’utente standard, non offrono nulla di imperdibile.

Gli svantaggi e i costi

D’altro canto, il costo per un impianto fotovoltaico è già non indifferente, e dotare l’impianto anche degli ottimizzatori significa veder gonfiare ancora di più il cartellino del prezzo: ecco perché è fondamentale rivolgersi a tecnici esperti che effettuino un puntuale sopralluogo presso il domicilio dell’utente, in modo da valutare la necessità o meno dell’uso degli ottimizzatori, ad esempio non sempre utili quando non ci sono particolari ombreggiamenti, l’esposizione dei pannelli sul tetto è corretta e così l’inclinazione.

Va detto che quando l’ombreggiamento sul tetto è un problema reale – a causa ad esempio di camini, sfiati, alberi e così via – pensare a una soluzione con degli ottimizzatori di potenza è indispensabile; qualora non fosse questa la situazione, però, va comunque ricordato che i dispositivi hanno anche la funzione di rivelare la produzione di ogni singolo pannello (molto utile nel caso in cui ci sia un guasto, di cui è difficile rendersi conto senza un apposito sistema di monitoraggio avanzato).

Gli ottimizzatori per il fotovoltaico aumentano infine la sicurezza dell’impianto anche perché garantiscono una tensione sicura sulla copertura in caso di assenza di tensione di rete, permettendo ai tecnici e ai vigili del fuoco di operare in assoluta sicurezza.

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