La diversità degli edifici porterà inevitabilmente a una varietà di installazioni di pannelli solari. Per massimizzare l'efficienza di conversione dell'energia solare, senza rinunciare all'estetica dell'edificio, è necessario diversificare gli inverter per ottenere il miglior modo di sfruttare l'energia solare. I metodi di conversione più comuni al mondo sono: inverter centralizzati, inverter di stringa, inverter multi-stringa e inverter a componenti. Ora analizzeremo le applicazioni di diversi inverter.
Gli inverter centralizzati sono generalmente utilizzati in impianti con grandi centrali fotovoltaiche (circa 10 kW). Molte stringhe fotovoltaiche parallele sono collegate all'ingresso CC dello stesso inverter centralizzato. Generalmente, per potenze elevate vengono utilizzati moduli di potenza IGBT trifase. Per potenze inferiori, i transistor a effetto di campo e il controller di conversione DSP migliorano la qualità dell'energia elettrica generata, rendendola molto vicina alla corrente sinusoidale. Le caratteristiche principali sono l'elevata potenza e il basso costo del sistema. Tuttavia, questi sono influenzati dall'accoppiamento delle stringhe fotovoltaiche e dall'ombreggiamento parziale, con conseguente efficienza e capacità di potenza dell'intero impianto fotovoltaico. Allo stesso tempo, l'affidabilità della generazione di energia dell'intero impianto fotovoltaico è influenzata dal cattivo stato di funzionamento di un gruppo di unità fotovoltaiche. Le ultime direzioni di ricerca sono l'uso del controllo della modulazione vettoriale spaziale e lo sviluppo di nuove topologie di collegamento degli inverter per ottenere un'elevata efficienza in condizioni di carico parziale.
Sull'inverter centralizzato SolarMax, è possibile collegare una scatola di interfaccia per il monitoraggio di ogni stringa fotovoltaica. Se una delle stringhe non funziona correttamente, il sistema trasmetterà questa informazione al telecomando. Allo stesso tempo, la stringa può essere arrestata tramite telecomando, in modo che il guasto di una stringa fotovoltaica non riduca e non comprometta il lavoro e la produzione energetica dell'intero impianto fotovoltaico.
Gli inverter di stringa sono diventati gli inverter più diffusi sul mercato internazionale. L'inverter di stringa si basa sul concetto modulare. Ogni stringa fotovoltaica (da 1 kW a 5 kW) passa attraverso un inverter, insegue il picco di potenza massima sul lato CC ed è collegata in parallelo sul lato CA. Molti grandi impianti fotovoltaici utilizzano inverter di stringa. Il vantaggio è che non sono influenzati dalle differenze tra i moduli e dalle ombre tra le stringhe, riducendo al contempo il punto di lavoro ottimale dei moduli fotovoltaici.
Disallineamento con l'inverter, aumentando così la quantità di energia generata. Questi vantaggi tecnici non solo riducono i costi del sistema, ma ne aumentano anche l'affidabilità. Allo stesso tempo, viene introdotto il concetto di "master-slave" tra le stringhe, in modo che quando una singola stringa di energia elettrica non riesce a far funzionare un singolo inverter nel sistema, diverse serie di stringhe fotovoltaiche vengono collegate tra loro e una o più di esse possono funzionare, in modo da produrre più elettricità. L'idea più recente è che più inverter formino un "team" per sostituire il concetto di "master-slave", il che porta l'affidabilità del sistema a un livello superiore. Attualmente, gli inverter di stringa senza trasformatore hanno preso il sopravvento.
L'inverter multi-stringa sfrutta i vantaggi dell'inverter centralizzato e dell'inverter di stringa, eliminandone gli svantaggi e può essere utilizzato in centrali fotovoltaiche di diversi kilowatt. L'inverter multi-stringa include diversi sistemi di inseguimento del picco di potenza e convertitori CC-CC. Questi convertitori CC-CA vengono convertiti in corrente alternata da un comune inverter CC-CA e collegati alla rete. Stringhe fotovoltaiche con valori nominali diversi (ad esempio: diversa potenza nominale, diverso numero di componenti in ciascuna stringa, diversi produttori di componenti, ecc.), moduli fotovoltaici di diverse dimensioni o tecnologie e stringhe con orientamenti diversi (ad esempio: Est, Sud e Ovest), con diversi angoli di inclinazione o zone d'ombra, possono essere collegati a un inverter comune, e ciascuna stringa funziona al proprio picco di potenza massimo.
Allo stesso tempo, la lunghezza del cavo CC viene ridotta, l'effetto ombra tra le stringhe e la perdita causata dalla differenza tra le stringhe vengono minimizzati.
L'inverter a componenti serve a collegare ciascun componente fotovoltaico a un inverter, e ogni componente ha un sistema di inseguimento del picco di potenza massima separato, in modo che il componente e l'inverter siano meglio abbinati. Solitamente utilizzato in impianti fotovoltaici da 50W a 400W, l'efficienza totale è inferiore rispetto agli inverter di stringa. Poiché è collegato in parallelo alla corrente alternata, ciò aumenta la complessità del cablaggio sul lato corrente alternata e ne rende difficile la manutenzione. Un altro problema da risolvere è come connettersi alla rete in modo più efficace. Il modo più semplice è connettersi direttamente alla rete tramite una normale presa di corrente alternata, il che può ridurre i costi e l'installazione delle apparecchiature, ma spesso gli standard di sicurezza della rete potrebbero non consentirlo. In tal modo, la società elettrica potrebbe opporsi al collegamento diretto del dispositivo di generazione di energia alle normali prese di corrente delle normali utenze domestiche. Un altro fattore relativo alla sicurezza è la necessità di un trasformatore di isolamento (ad alta o bassa frequenza) o la possibilità di un inverter senza trasformatore.inverterè il materiale più ampiamente utilizzato nelle facciate continue in vetro.
Data di pubblicazione: 29 ottobre 2021
