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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 vostro sistema solare fotovoltaico è quello di installare l'elettronica di potenza a livello di modulo (MLPE). Gli MLPE si collegano alla parte posteriore di ogni pannello solare (noto anche come modulo nell'industria solare) e offrono molte caratteristiche diverse come lo spegnimento rapido per sicurezza, il monitoraggio a livello di modulo e l'ottimizzazione. L'obiettivo di questo blog è la funzione di ottimizzazione, e in particolare cosa fanno e quanto sono vantaggiosi.
Il termine 'ottimizzatori' è spesso usato in modo intercambiabile con MLPE, ma sono un sottoinsieme di MLPE che hanno una funzione molto specifica: riducono l'impatto dell'ombra o del mismatch sulla vostra installazione solare.
Secondo l'US National Renewable Energy Laboratory (NREL), "l'ombreggiamento parziale può portare a perdite annuali di rendimento del 10%-20% o più nelle installazioni residenziali". Inoltre, sempre secondo il NREL, "L'elettronica di potenza a livello di modulo, come i microinverter o gli ottimizzatori di potenza DC, hanno dimostrato di ridurre il mismatch nei sistemi, recuperando il 30%-40% della potenza persa a causa dell'ombreggiamento parziale". Quindi, fondamentalmente, gli ottimizzatori aiutano a recuperare l'energia che altrimenti sarebbe stata persa a causa dell'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:
La maggior parte dei tetti residenziali e molti edifici commerciali hanno qualche tipo di ombra presente. E anche senza ombra, il mismatch può verificarsi a causa della sporcizia e dei diversi tassi di degradazione dei moduli solari. Per saperne di più sulle altre cause del mismatch e su come avviene, abbiamo messo insieme questo whitepaper.
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.
Diamo un'occhiata a case study per vedere gli ottimizzatori in azione. Tigo offre ottimizzatori con funzionalità di monitoraggio a livello di modulo e di spegnimento rapido in un pacchetto completo. In questo modo, i proprietari dei sistemi possono avere una visione d'insieme delle prestazioni del loro sistema per assicurarsi che tutto funzioni correttamente e avere la massima tranquillità grazie alle funzioni di sicurezza integrate.
Un proprietario di casa a San Jose, in California, aveva un sistema fotovoltaico senza alcun monitoraggio a livello di modulo, conformità allo spegnimento rapido o ottimizzazione e voleva ottenere un aggiornamento per aumentare la produzione di energia dall'ombreggiamento del sistema dagli alberi vicini (vedi Figura 2). Dopo aver aggiunto gli ottimizzatori Tigo, in particolare il TS4-A-O, su ciascuno dei pannelli solari, il proprietario di casa è stato in grado di generare più elettricità di quanto non facesse in precedenza e avere più visibilità sul loro sistema. Per citare il proprietario di casa,
"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 .
Se si guarda il grafico a barre nella demo o nella figura 3, le punte verdi sono l'energia recuperata che è abilitata dagli ottimizzatori Tigo. Tigo è l'unico grande fornitore di MLPE che mostra ai clienti l'elettricità aggiuntiva che è abilitata dalla sua tecnologia di ottimizzazione.
Tigo ha analizzato decine di migliaia di siti con ottimizzatori installati e gli ottimizzatori hanno migliorato la produzione solare in media del 6,6%. Se avete un impianto da 10 kilowatt (kW), questo produrrebbe 1.156 kWh di elettricità in più e vi farebbe risparmiare più di 6.000 dollari nei 25 anni di vita del progetto (supponendo che le tariffe elettriche siano di 0,18 dollari/kWh e crescano del 3% all'anno). Per ulteriori informazioni sull'energia riciclata, consultate questo sito case study.
Gli ottimizzatori sono un componente molto popolare dei sistemi solari sul tetto per aiutare ad aumentare la vostra produzione di energia e ridurre il costo della vostra bolletta elettrica. Per qualsiasi casa, investire in ottimizzatori è un modo semplice per soddisfare i codici di sicurezza, consentire il monitoraggio a livello di modulo e massimizzare la produzione di energia del sistema.
Per partecipare alle discussioni sul solare o fare domande sul solare, visita la nostra pagina Tigo Community. Per lasciare un commento su questo blog, clicca qui.
Per saperne di più sul solare o sui vari componenti, seguiteci sui social media per essere avvisati quando viene pubblicato un nuovo blog.
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
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/
