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26 gennaio 2022
Ottimizzatori solari: Dovresti aggiungerli al tuo sistema?
Investire in un sistema solare fotovoltaico (PV) è un ottimo modo per abbassare le bollette dell'energia e ridurre la vostra dipendenza dalla rete. Le installazioni solari in genere durano più di 25 anni, quindi è importante valutare modi per massimizzare le prestazioni del sistema, che massimizzeranno i ritorni sul vostro investimento.
Un modo per massimizzare le prestazioni del proprio impianto fotovoltaico è installare dispositivi elettronici di potenza Modulo (MLPE). MLPE al retro di ciascun pannello solare (noto anche come Modulo settore fotovoltaico) e offrono numerose funzionalità, quali lo spegnimento rapido per motivi di sicurezza, il monitoraggio Modulo e l’ottimizzazione. Questo articolo si concentra sulla funzione di ottimizzazione, in particolare su come funziona e sui vantaggi che offre.
Cosa sono gli ottimizzatori?
Il termine "ottimizzatori" viene spesso usato in modo intercambiabile con MLPE, ma in realtà si tratta di una sottocategoria di MLPE svolge una funzione ben precisa: ridurre l'impatto dell'ombreggiamento o del disallineamento sull'impianto solare.
Secondo il Laboratorio Nazionale per le Energie Rinnovabili (NREL) degli Stati Uniti, «l'ombreggiamento parziale può comportare perdite di rendimento annuali comprese tra il 10% e il 20% o anche superiori negli impianti residenziali». Inoltre, sempre secondo il NREL, «è stato dimostrato che i dispositivi elettronici di potenzaModulo , come i microinverter o gli ottimizzatori di potenza in corrente continua, riducono il disallineamento nei sistemi, recuperando il 30%-40% dell'energia persa a causa dell'ombreggiamento parziale». In sostanza, gli ottimizzatori aiutano a recuperare l'energia che altrimenti andrebbe persa a causa dell'ombreggiamento.
Ci sono molte cause di ombreggiamento
Secondo Aurora Solar, uno dei principali fornitori di software di progettazione solare, "Ogni volta che una cella o un pannello non riceve la luce del sole a causa di un'ostruzione in ombra, si riduce la quantità di elettricità generata da quella sezione solare... Tali ostruzioni possono provenire da una varietà di fonti:
- Oggetti vicini, come alberi, antenne o pali
- "Self-shading" da altre file di pannelli fotovoltaici
- Ombreggiamento dell'orizzonte da parte del terreno che circonda il sito di installazione
- Altri fattori come l'orientamento del pannello, la sporcizia o l'invecchiamento differenziale".
La maggior parte dei tetti residenziali e molti edifici commerciali presentano una sorta di ombra. Anche in assenza di ombra, il disallineamento può essere causato dalla sporcizia e dai diversi tassi di degrado dei moduli solari. Per saperne di più sulle altre cause del mismatch e su come si verifica, abbiamo realizzato questo whitepaper.
Come fanno gli ottimizzatori a ridurre l'impatto dell'ombreggiatura?
Secondo Aurora, "quando una cella solare è ombreggiata, la corrente attraverso l'intera stringa è ridotta. Questo è significativo perché ogni cella della stringa di celle deve funzionare alla corrente impostata dalla cella in ombra. Questo impedisce alle celle non ombreggiate di funzionare alla massima potenza.... Quindi sì, solo una piccola quantità di ombreggiamento può avere un effetto drammatico sulla potenza di uscita di un pannello solare".
I pannelli solari sono tipicamente installati in serie (collegati direttamente tra loro in una catena) e l'intera stringa funziona con la stessa corrente elettrica. Quando un pannello ha un'ombra o un disadattamento, può far scendere la corrente - e quindi la produzione elettrica - dell'intera stringa di pannelli.
Gli ottimizzatori mitigano il mismatch monitorando e regolando le correnti e la tensione quando necessario. Monitorando costantemente la tensione e la corrente che passano tra ogni pannello, gli ottimizzatori possono imparare il tasso medio e la quantità con cui il pannello solare produce energia. Se percepisce un cambiamento nella tensione o nella corrente che è causato dal mismatch, si regola automaticamente per assicurarsi che ogni pannello funzioni al massimo potenziale di potenza della stringa.
Ottimizzatori in azione
Diamo un'occhiata a un case study vedere gli ottimizzatori all'opera. Qui a Tigo, offriamo ottimizzatori che includono, in un unico pacchetto, anche il monitoraggio Modulo e le funzionalità di spegnimento rapido. In questo modo, i proprietari degli impianti possono avere una panoramica delle prestazioni del proprio sistema per assicurarsi che tutto funzioni correttamente e stare tranquilli grazie alle funzioni di sicurezza integrate.
Il proprietario di un'abitazione a San Jose, in California, disponeva di un impianto fotovoltaico privo di monitoraggio Modulo, conformità alle norme di spegnimento rapido e ottimizzazione, e desiderava effettuare un aggiornamento per aumentare la produzione di energia, compromessa dall'ombreggiamento causato dagli alberi vicini (vedi Figura 2). Dopo aver installato gli ottimizzatori Tigo, in particolare il modello TS4-A, su ciascuno dei pannelli solari, il proprietario è riuscito a generare più elettricità rispetto a prima e ad avere una maggiore visibilità sul proprio impianto. Come ha affermato il proprietario,
"Il mio impianto fotovoltaico è stato originariamente installato nel 2009 e l'aggiunta degli ottimizzatori Tigo al mio sistema nel 2017 è stato un grande miglioramento. Sto ottenendo più del 5% in più di produzione in media all'anno. Sono anche in grado di vedere quando i moduli solari hanno bisogno di pulizia, e vedere immediatamente i risultati di ogni pulizia. Ricevo interessanti rapporti mensili che mostrano quali moduli solari stanno producendo più e meno energia".
Consultate il sito case study completo qui. Per vedere le prestazioni del sistema dal vivo nella casa di questo proprietario, guardate la demo diEnergy Intelligence .
Come funzionano gli ottimizzatori Tigo
Se osservate il grafico a barre nella demo o nella Figura 3, le punte verdi rappresentano Reclaimed Energy ottimizzatori Tigo. Tigo è l'unico grande MLPE che mostra ai clienti l'energia elettrica aggiuntiva ottenuta grazie alla propria tecnologia di ottimizzazione.
Tigo ha analizzato decine di migliaia di impianti dotati di ottimizzatori, che hanno aumentato la produzione di energia solare in media del 6,6%. Se disponete di un impianto da 10 kilowatt (kW), ciò consentirebbe di produrre 1.156 kWh di elettricità in più e di risparmiare oltre 6.000 dollari nell'arco dei 25 anni di vita del progetto (ipotizzando che le tariffe elettriche siano di 0,18 dollari/kWh e crescano del 3% all'anno). Per ulteriori informazioni su Reclaimed Energy, consultate questo case study.
Dettagli
Gli ottimizzatori sono un componente molto diffuso negli impianti solari su tetto, in quanto contribuiscono ad aumentare la produzione di energia e a ridurre il costo della bolletta elettrica. Per qualsiasi abitazione, investire negli ottimizzatori è un modo semplice per rispettare le norme di sicurezza, consentire il monitoraggio Modulo e massimizzare la produzione energetica dell'impianto.
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Riferimenti
https://www.nrel.gov/docs/fy15osti/63765.pdf
https://www.aurorasolar.com/blog/shading-losses-for-pv-systems-and-techniques-to-mitigate-them/
https://www.tigoenergy.com/installations/casa-h
https://ei.tigoenergy.com/p/9jSvEb1tOkhl/system/overview
Per saperne di più
Sulla linea temporale del solare: https: //www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf
Dati sulla capacità solare degli Stati Uniti: https: //www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states
Benefici ambientali del solare: https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Through%20Q2%2020%2C%20the%20U.S.,tons%20of%20carbon%20dioxide%20emissions
Dati sulla capacità solare globale: https: //www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/
TED-Ed: Come funzionano i pannelli solari? https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp#watch
Piani tariffari https://www.tigoenergy.com/post/blog-how-you-are-billed-for-electricity
Come leggere la sua bolletta elettrica https://www.aurorasolar.com/blog/reading-your-electricity-bill-a-beginners-guide/
