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Microinverter: rivoluzione tecnologica nel fotovoltaico

Tecnologia e caratteristiche dei microinverter: produttivitÓ, intelligenza, sicurezza e semplicitÓ di utilizzo

A cura di: Raffaella Capritti

La tecnologia dei microinverter, piuttosto nuova, è particolarmente interessante e si caratterizza per l'enorme potenziale di sviluppo per il mercato del fotovoltaico.  
Tradizionalmente i pannelli fotovoltaici sono collegati in serie attraverso un inverter di stringa di grandi dimensioni che converte la corrente continua (CC) generata dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata (CA) per la connessione alla rete, quella cioè a 220 V normalmente utilizzata nelle abitazioni.
I moduli solari infatti trasformano la luce del sole in elettricità a CC che, per essere connessa alla rete, deve essere convertita in CA. L'efficienza della conversione dipende dall'architettura dell'installazione, dalle perdite all'interno dell'impianto e dall'efficienza degli inverter che svolgono il processo di conversione da CC a CA.
L'efficienza dell'inverter può essere indicata come efficienza di picco - la cifra più alta che l'inverter può raggiungere - oppure Efficienza pesata CEC - una cifra definita dalla California Energy Commission che valuta l'efficienza media dell'inverter.
 
A differenza degli inverter centrali i microinverter sono fissati a ciascun modulo (alcuni micro inverter sono collegati a un modulo singolo, altri a due moduli) e operano la conversione della corrente, da continua in alternata, direttamente sul tetto, senza che sia necessario un inverter centrale. In poche parole il cablaggio ad alta tensione viene eliminato: la conversione da CC a CA avviene in ogni modulo solare e non vi è rischio di formazione di archi elettrici.
L'energia prodotta da ogni combinazione di modulo e micro-inverter agisce quindi come un generatore di energia CA a 220V autonomo ed indipendente dal resto del sistema. La potenza sopportabile dai microinverter è dimensionata in base a quella tipica del pannello.
 
 
Caratteristiche e vantaggi dei microinverter
La tecnologia dei micro inverter presenta diversi vantaggi. Le differenze principali fra un microinverter e un tradizionale inverter per applicazioni fotovoltaiche consistono  nelle dimensioni, relativa potenza e nell'impiego.
Rispetto agli inverter tradizionali l'eliminazione della rete in CC garantisce prima di tutto una semplicità di progettazione e installazione.
Inoltre viene monitorata in continuazione l'efficienza del singolo pannello, che ha una resa ottimale in ogni condizione climatica. 
 
Nel caso dei sistemi con inverter tradizionali con pannelli solari connessi in serie, quando un qualunque modulo è in ombra, l'"effetto domino" riduce le prestazioni dell'intero sistema solare. Nel caso dei microinverter i problemi sono se mai limitati al solo modulo in ombra.
 


 
Il pannello beneficia di un sistema di Mppt* dedicato e ottimale, che evita che una riduzione di resa di un modulo vada a penalizzare un'intera stringa e genera la curva di potenza ottimale in base alle condizioni del pannello.  
In caso di guasti è possibile individuare il modulo coinvolto e ripararlo, senza che si debba intervenire su tutto il sistema.
 
I microinverter garantiscono una maggiore sicurezza, permettono infatti di eliminare l'alta tensione CC dai tetti, riducendo il rischio per gli installatori di sistemi e per i vigili del fuoco in caso di incendio dell'edificio.
  
Un impianto con un inverter di stringa singolo ha un'efficienza di picco dell'inverter di circa il 98% rispetto all'efficienza del 96% di un micro inverter. Tuttavia, quando si prendono in considerazione le relative perdite sui cavi, le efficienze diventano strettamente equiparabili.
Inoltre, con un quantitativo considerevolmente più alto di potenza estratta da ogni modulo solare tramite l'uso di un micro inverter con MPPT, il costo relativo della raccolta energetica è inferiore con l'architettura del micro inverter.
L'efficienza iniziale inferiore dei micro inverter è compensata dall'aumento di raccolta energetica e dal minor costo per watt prodotto, se gli inverter durano per tutto il ciclo di vita dell'impianto.
 
*L' MPPT è un dispositivo integrato negli inverter che ad ogni istante legge i valori di tensione e corrente, ne calcola la potenza in Watt e stabilisce se il modulo fotovoltaico sta lavorando in condizioni di massima potenza. 
  
 
La soluzione Enphase

 
 
Enphase Energy - azienda della Silicon Valley leader mondiale nei sistemi a microinverter per impianti fotovoltaici - fornisce un sistema completo che comprende microinverter ad alta efficienza, cablaggi, dispositivi e software di comunicazione, analisi e monitoraggio dell'intero impianto. Questo approccio integrato garantisce prestazioni eccezionali  in termini di produttività, affidabilità, intelligenza, sicurezza, semplicità e flessibilità di utilizzo.
 


In particolare il microinverter Enphase M215 è un dispositivo elettronico di ultima generazione, frutto di molteplici innovazioni tecnologiche anche rispetto ai precedenti modelli similari, introdotte per rispondere alle crescenti esigenze sia degli installatori, sia dei proprietari di impianti FV.
• Con un'efficienza europea del 95,4% e il Maximum Power Point Tracking (MPPT) a livello di singolo modulo,  il sistema a microinverter Enphase incrementa la produzione di energia in un range che va dal 5 al 25%. Grazie alla mancanza di collegamenti in serie viene del tutto eliminato il problema dell' "effetto albero di natale", per cui le basse prestazioni di un singolo modulo FV influenzano negativamente le prestazioni dell'intero sistema
• Parimenti rivoluzionario l'aspetto dell'affidabilità. Il microinverter Enphase M215 opera a temperature che spaziano da -40 a +65 °C e il suo grado di protezione reale IP67 ne consente l'installazione anche negli ambienti più avversi. Totalmente assenti ventole o altre parti meccaniche soggette a usura. Il Mean Time Between Failure (MTBF) è di 331 anni e la difettosità annua, bassissima, è inferiore allo 0,3%. Grazie a tali caratteristiche, il microinverter Enphase M215 viene commercializzato con una garanzia nativa di 25 anni; più che doppia rispetto a quella degli inverter tradizionali e in grado di coprire l'intero ciclo di vita atteso per un impianto FV.
•   Il microinverter Enphase M215 ha un rendimento MPPT statico del 99,6% e dinamico pari a 99,3%; è inoltre compatibile con moduli ad alta potenza (fino a 260W); ha una grande maneggevolezza, favorita sia dal peso ridotto (solo 1,6 Kg), sia dalle dimensioni compatte: mm 173x164x25.
 
 
• Il microinverter M215 raccoglie  i dati prestazionali di ciascun modulo, inviandoli (tramite la linea elettrica esistente), al gateway di comunicazione Envoy che a sua volta manda le informazioni al software di monitoraggio Enlighten. A differenza dei sistemi di monitoraggio tradizionali, che si limitano a controllare lo stato dell'inverter, il software web-based Enlighten monitora ininterrottamente le condizioni e le performance di ogni singolo modulo fotovoltaico e di ogni microinverter.
Le analisi fornite identificano qualsiasi variazione rispetto alle prestazioni ottimali e allertano immediatamente i proprietari e gli installatori, rendendo così possibili interventi rapidi e una pronta risoluzione delle problematiche.
L'Enphase M215 viene inoltre proposto sul mercato insieme all'innovativo sistema di cablaggio "plug and play" Engage, che garantisce un'installazione ancora più semplice e rapida. Engage è dotato di connettori integrati e può essere tagliato direttamente dall'installatore alla lunghezza desiderata, senza necessità di particolari attrezzature. 
 
 
 
 
 
  
La soluzione Enecsys



Enecsys propone un sistema sviluppato dall'università di Cambridge basato su una nuova tecnologia che elimina i problemi provocati da condensatori elettrolitici - componenti elettrochimici che si deteriorano nelle condizioni ambientali estreme - che sono stati sostituiti da condensatori a film plastico che hanno una durata a 105°C di 30.000 ore per un miglioramento significativo dell‟affidabilità.
I micro inverter Enecsys migliorano le prestazioni e riducono i costi dell'impianto fotovoltaico.
Questi vantaggi derivano da una tecnologia senza eguali che porta ad un aumento della resa energetica fino al 20% in più, una maggiore affidabilità, una maggiore durata dei micro inverter che arriva ad eguagliare la vita media dei moduli solari ai quali sono connessi, una semplificazione della progettazione e dell'installazione dell'impianto, un miglior monitoraggio a livello di ciascun modulo e maggiore sicurezza.
 
Enecsys Limited (Enecsys), ha recentemente annunciato la partnership strategica con EnergyLink Group (EnergyLink), innovativa società italiana leader nei prodotti e servizi per l'energia rinnovabile.
Marco Achilli, Managing Partner di EnergyLink, ha dichiarato: "Enecsys è un produttore di micro inverter solari riconosciuti a livello mondiale per la loro affidabilità. La partnership con Enecsys, insieme alla nostra esperienza nel mercato del fotovoltaico in Italia, posizionerà la nostra divisione, SunnyLink, tra i player principali del settore delle energie rinnovabili. In Italia, c'è un forte potenziale di crescita per gli investimenti nelle rinnovabili e vediamo grandi opportunità per la gamma di micro inverter di Enecsys grazie ai numerosi vantaggi che offrono, tra cui la facilità di progettazione e installazione, una maggiore sicurezza, migliore capacità di monitoraggio, una maggiore affidabilità e una più lunga durata nel tempo per prodotti progettati per durare fino a 25 anni". 
 
Enecsys ha recentemente ottenuto la certificazione del prodotto in Italia e in Spagna da parte di Bureau Veritas Consumer Products Services GmbH. I micro inverter Enecsys soddisfano la "Guida per le connessioni alla rete elettrica di ENEL Distribuzione" e la normativa equivalente che regola la connessione degli impianti fotovoltaici alla rete a bassa tensione in Spagna.

 
I micro inverter Enecsys ottimizzano la resa energetica del modulo solare trasformando in maniera efficiente la potenza CC prodotta dal modulo in potenza CA per la fornitura alla rete elettrica.



Alcuni vantaggi dei micro inverter di Enecsys
• Durata di vita e affidabilità superiori
La tecnologia brevettata da Enecsys ha eliminato le componenti che rappresentano la principale ragione di guasti allungando la vita dei propri prodotti fino a 25 anni.
• Resa energetica massimizzata
• Maggiore sicurezza
• Progettazione e installazione semplificate: facilità di progettazione grazie all'indipendenza dei singoli moduli; impatto minimo dell'ombra.
• Sistema di monitoraggio avanzato

La gamma di prodotti Enecsys:
• Micro inverter singoli: 200W, 240W, 280W e duo: 360W, 480W
• Gateway e Ripetitori
• Cavi e collegamenti
• Sistemi di monitoraggio: offrono la possibilità di monitorare ciascun modulo singolarmente e sono accessibili da PC e da iPhone
• Garanzia: tutti i prodotti sono garantiti per 20 anni.
 
Il sistema di monitoraggio traccia, in tempo reale, la performance di ogni singolo modulo e trasmette le informazioni attraverso un sistema di comunicazione wireless che viene attivato connettendosi a internet.
 

In particolare Enecsys Duo converte l'energia CC generata dai due moduli solari, con l'esecuzione di un tracciamento del punto di massima di entrambi i moduli, in una singola emissione AC perfettamente adatta alla rete. Questo consente di ridurre i costi dell'impianto in modo che non ci sia alcun sovrapprezzo sugli impianti con inverter di stringa.
I costi di manutenzione sono ridotti per la migliore affidabilità dell'inverter e la facilità di monitoraggio dell'impianto a livello di moduli individuali in modo che i guasti possano essere rapidamente localizzati e corretti.
 
 

TEMA TECNICO:

Solare fotovoltaico

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