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25 marzo 2025
Tassa sui tagli: Lasciare l'energia sul tavolo
Un'introduzione al ritaglio
Il clipping si verifica quando i moduli solari producono una quantità di energia CC superiore a quella che l'inverter può convertire in energia CA utilizzabile. L'energia in eccesso viene "tagliata" e quindi sprecata.
Esempio: un Modulo da 425 W Modulo a un microinverter da 325 W limiterà la potenza di uscita potenziale di 100 W al picco di rendimento. Ciò è illustrato nella Figura 5.
Come si presenta il ritaglio
Il clipping è facilmente individuabile nei grafici di uscita dei sistemi solari. Quando si verifica il clipping, il grafico mostra un picco appiattito, indicando che il sistema sta producendo meno energia di quanta ne potrebbe produrre. Una rapida scansione di reddit/r/solar alla ricerca del clipping mostra numerosi esempi di proprietari di casa che si chiedono perché la loro produzione di energia sia limitata. Alcuni dei commenti evidenziano come i proprietari di casa siano sempre più consapevoli del clipping e preoccupati del suo impatto sulle prestazioni dei loro sistemi.
L'impatto finanziario del ritaglio
Data la diffusione dei microinverter abbinati a moduli di maggiore potenza, il fenomeno del clipping non è raro. In molti casi, la scelta di un abbinamento non ottimale Modulo è motivata dalla volontà di non spendere di più per microinverter di potenza superiore. Tuttavia, le piccole perdite si sommano.
Solo il 3% di clipping annuale può costare 10.724 dollari di risparmio nel corso della vita per un impianto solare residenziale da 15 kW (fattore di capacità del 19%, 0,30 dollari/kWh, 5% di escalation della tariffa elettrica, 25 anni). Con gli stessi presupposti, una riduzione del 2% riduce i risparmi di 7.149 dollari, mentre l'1% li riduce di 3.575 dollari.
Nella Figura 7, un'analisi delle prestazioni effettuata da un fornitore leader di microinverter mostra che le quantità di clipping variano in base alla qualità delle condizioni solari (diverse per ogni città identificata) e alla potenza dei moduli.
Perdite di produzione nel primo anno dovute al taglio in base Modulo e alla posizione con un microinverter da 300 W
Anche gli inverter di stringa possono bloccarsi, ma non nello stesso modo.
Anche gli impianti con inverter di stringa possono subire un clipping se la Modulo complessiva Modulo supera quella dell'inverter di stringa. Ciò può verificarsi ogni volta che il rapporto CC/CA è superiore a 1, cosa piuttosto comune.
Ma gli inverter di stringa in un sistema con architettura in corrente continua hanno una caratteristica speciale: quando sono accoppiati con una batteria accoppiata in corrente continua, la produzione di energia oltre la targa dell'inverter può essere utilizzata per caricare la batteria.
La Figura 8 illustra la differenza tra le prestazioni dell'inverter accoppiato in CC e quelle del microinverter in una giornata in cui la produzione solare supera la capacità massima dell'inverter (CA).
Con una batteria ad accoppiamento CC, l'energia solare in eccesso può caricare la batteria. Con una batteria ad accoppiamento CA o un sistema a microinverter, l'energia in eccesso viene tagliata.
Anche senza batterie, gli inverter di stringa hanno prestazioni migliori
Gli installatori che non utilizzano attualmente le batterie spesso pensano che non ci sia alcuna differenza di clipping tra i sistemi a stringa e quelli a microinverter, se i rapporti DC:AC sono gli stessi. Ma c'è.
- Microinverter: il clipping avviene a livello di Modulo, limitando individualmente la potenza in uscita Modulociascun Modulo
- Inverter a stringa: in assenza diuna batteria, il clipping si verifica solo quando Impianto (or: installazione, or: sistema) complessiva Impianto (or: installazione, or: sistema) supera la capacità dell'inverter, attenuando i picchi e riducendo le perdite negli impianti con pannelli orientati in diverse direzioni. Il clipping non si verifica se l'inverter è abbinato a una batteria accoppiata in corrente continua per la ricarica.
In conclusione: anche in assenza di batteria e a parità di rapporti CC/CA, un inverter di stringa presenta un livello di clipping inferiore rispetto ai microinverter. Poiché l'argomento è più complesso e sfaccettato di quanto descritto qui, è possibile trovare un capitolo con un esempio specifico e ulteriori dettagli qui: Bonus: Confronto sul clipping: MLPE . ottimizzatori.
Come evitare le perdite per ritaglio
I microinverter e gli ottimizzatori vengono solitamente raggruppati in una categoria tecnologica denominata Modulo Power Electronics (MLPE). Tuttavia, poiché gli ottimizzatori presentano il vantaggio di essere accoppiati in corrente continua, svolgono meno lavoro e l'energia proveniente dal Modulo essere convogliata alla batteria senza incorrere nelle consuete perdite dovute al clipping e alle conversioni di andata e ritorno. Uno dei motivi MLPE diventata popolare è che offre ottimizzazione Modulo , monitoraggio e spegnimento rapido: caratteristiche che gli installatori e i proprietari di case desiderano e richiedono. Gli ottimizzatori, come il TS4-A e TS4-X di Tigo (con potenze nominali rispettivamente fino a 700 W e 800 W), offrono queste caratteristiche molto richieste, supportando al contempo moduli solari ad alte prestazioni.
Confutazione del ritaglio di Stans
Il clipping è un argomento molto sentito da proprietari e installatori, in parte perché la parte superiore piatta della curva di produzione è molto evidente. Basta dare un'occhiata a una bacheca di messaggi sull'energia solare per scoprire subito proprietari di case preoccupati che postano grafici di clipping. Questi post ricevono di solito una delle seguenti risposte:
"Non si preoccupi, col tempo si ridurrà "
È vero che il clipping dei microinverter è destinato a diminuire nel tempo. Tuttavia, è probabile che tale riduzione sia inferiore a quanto pubblicizzato. Molti utenti citeranno il documento tecnico di Enphase sul clipping come prova. Tuttavia, il documento ipotizza un tasso di degrado dello 0,4% dopo il primo anno. I moduli REC – che rappresentavano la quota maggiore dei preventivi nel rapporto EnergySage 1H24 – includono nella loro garanzia un tasso di degrado delle prestazioni garantito inferiore allo 0,25% dopo il primo anno. La garanzia assicura “entro la fine del 25° anno, una potenza effettiva pari ad almeno il 92% della potenza nominale”. Quindi, un Modulo da 450 W Modulo ancora garantito per produrre 414 W o più; questo è il degrado massimo delle prestazioni, non quello medio. Inoltre, la memoria di Enphase non menziona alcun degrado della potenza massima dei microinverter, nonostante non vi siano garanzie di prestazione nella garanzia dei microinverter. Sarebbe difficile citare un dispositivo elettronico soggetto a tempi di funzionamento giornalieri e cicli termici che non subisca un impatto sulle prestazioni nel corso di decenni di funzionamento.
"Non vale la pena di investire per passare a microinverter di potenza superiore".
Si tratta di un'affermazione ragionevole se si sta facendo un confronto tra microinverter e microinverter; i microinverter di potenza superiore sono più costosi. Ma il confronto reale (e neutro) per evitare il clipping dovrebbe essere tra un microinverter e un inverter di stringa.
"In realtà è più efficiente"
Questa affermazione è solitamente riferita alle curve di efficienza degli inverter, che dimostrano che gli inverter funzionano in modo più efficiente quando sono vicini alla loro capacità massima. Inoltre, i microinverter di potenza superiore hanno in genere tensioni di avvio più elevate. L'aggiornamento a un microinverter di potenza superiore, quindi, significa che il sistema si "sveglia" più tardi rispetto a un microinverter di potenza inferiore e perderebbe le ore di produzione con poca luce. Questo è visibile nella Figura 9.
Oltre all'aumento dei costi legato al passaggio a un microinverter di potenza superiore, vi è un potenziale impatto negativo sull'efficienza e sul numero di ore di funzionamento. Si tratta di un vero e proprio compromesso da considerare. Ma ancora una volta, questa affermazione paragona microinverter a microinverter. Un inverter di stringa Tigo, invece, inizia a produrre a 80 V su tutti i moduli di una stringa, il che significa che la produzione inizia quando una sola stringa di moduli opera all'estremità inferiore dello spettro di produzione, ovvero a soli 10 V ciascuno per una stringa di 8 moduli.
"Anche gli inverter di stringa si bloccano"
Questo argomento è stato trattato in precedenza; per un approfondimento, clicca qui: Bonus: Confronto tra sistemi di clipping: MLPE . ottimizzatori
Conclusione
Con l'aumentare Modulo , aumenta anche il costo del clipping. Questa "tassa sul clipping" può arrivare a costare fino a 10.724 dollari nell'arco di vita di un impianto solare, ma è possibile evitarla. Quando le batterie sono abbinate a un inverter accoppiato in corrente continua, la produzione solare in eccesso può ricaricare la batteria, evitando del tutto il clipping. Fortunatamente, le batterie stanno rapidamente diventando la norma.
Inoltre, le batterie introducono perdite aggiuntive per i microinverter, che illustreremo nel prossimo capitolo - Tassa di conversione: Il costo nascosto delle batterie accoppiate in CA.
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Di seguito è riportato l'elenco completo dei capitoli inclusi in questa serie (i link saranno aggiunti man mano che i capitoli saranno pubblicati):
Di seguito è riportato l'elenco completo dei capitoli inclusi in questa serie (i link saranno aggiunti man mano che i capitoli saranno pubblicati):
- Sintesi: la crescente tassa sui microinverter
- Linee di tendenza: I principali cambiamenti nell'industria solare
- Tassa sui ritagli di tempo: Lasciare l'energia sul tavolo
- Tassa di conversione: Il costo nascosto delle batterie con accoppiamento in c.a.
- Tassa sulle attrezzature: Più attrezzature, più problemi
- La soluzione è la corrente continua: Ottimizzatori DC, batterie accoppiate DC
- Bonus: Prova di clipping: Non tutti i rapporti DC:AC sono uguali
- Glossario dei termini
