Funzionamento e caratteristiche di un inverter fotovoltaico

Cosa significa inverter fotovoltaico

L'inverter è il fulcro di un impianto fotovoltaico, perché permette di usare l'energia del sole all'interno delle abitazioni. Il dispositivo infatti trasforma la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA).
In genere, l'inverter per pannelli fotovoltaici è costituito da una scatola di metallo di dimensioni medie che presenta un quadro elettrico all'interno.
La durata del dispositivo è di circa 10 anni grazie ai componenti elettronici che si possono facilmente sostituire.

Inverter a cosa serve

Oltre a svolgere la funzione principale di conversione della corrente, l'inverter solare ha il compito di consumare meno energia possibile prodotta dai pannelli fotovoltaici.

In particolare deve:

• eseguire il monitoraggio della rete elettrica per proteggere l'impianto da possibili cortocircuiti e sovraccarichi;
  
  
• controllare la sua stessa temperatura che è strettamente connessa al luogo in cui è posizionato (è preferibile un ambiente fresco);
  
  
• diminuire la dispersione di energia che si verifica nel momento della conversione;
  
  
• migliorare la potenza del sistema, trovando l'esatto punto di funzionamento;
  
  
• mandare una segnalazione qualora ci fossero guasti;
  
  
• regolare la tensione e la frequenza dell'energia elettrica;
  
  
• comunicare i dati tramite il display sul funzionamento dell'impianto.
  
  
  

Inverter funzionamento

Dopo aver visto i diversi compiti svolti dall'apparecchio, scopriamo nel dettaglio come funziona un inverter per impianto fotovoltaico.

Il pannello assorbe l'energia del sole che viene convertita in elettricità.


Questa però è corrente continua che non può essere sfruttata a livello domestico.
È qui che entra in gioco l'inverter che ha la funzione di trasformare questa corrente in alternata, così da poterla impiegare nelle case e negli uffici.

Per eseguire un'installazione a regola d'arte è buona norma tenere in considerazione alcuni fattori:

• dove si colloca l'inverter per pannello fotovoltaico;
  
  
• l'idoneo funzionamento dei circuiti elettrici;
  
  
• quali sono le dimensioni dell'inverter;
  
  
• i collegamenti tra inverter e quadro elettrico.

È indispensabile rivolgersi ad esperti nel settore che siano in grado di supportare nella scelta del miglior dispositivo.

Come si sceglie un inverter per fotovoltaico

Per operare una scelta corretta degli inverter fotovoltaici si devono tenere in considerazione diversi parametri, tra cui la potenza che varia a seconda della tipologia di impianto.

È fondamentale che tutta l'energia generata dal pannello fotovoltaico possa essere convertita dall'inverter senza problemi, tenendo in considerazione anche i picchi causati dal forte irraggiamento.


Se l'inverter dovesse risultare sottodimensionato, si limiterebbe di molto la produzione finale di energia elettrica, poiché l'energia prodotta dai pannelli sarebbe più alta rispetto a quella che l'inverter riuscirebbe a convertire, senza dimenticare che ciò potrebbe provocare dei danni al dispositivo stesso.

Bisogna dunque eseguire una stima dei consumi energetici massimi del nucleo familiare o dell'attività commerciale, sommando la quantità di energia consumata da tutti i dispositivi connessi contemporaneamente alla rete.

Nel caso di un impianto domestico, la potenza varia da 2 kW a 5 kW, per un impianto commerciale la potenza è compresa tra 10 e 20 kW. Ancor più alta risulta la potenza per un impianto industriale (si va dai 500 agli 800 kW).

Efficienza inverter

Per valutare l'efficienza dell'inverter per pannello solare si considera il suo grado di rendimento, ovvero la percentuale di energia immessa sottoforma di corrente continua che viene trasformata in corrente alternata.


Il rendimento è connesso alla radiazione solare, alla tensione della corrente in entrata e ad altri parametri.

Ad oggi gli inverter hanno un'efficienza superiore al 90%.
Questo risulta possibile grazie alla funzione MPPT (Maximuum Power Point Tracker) che ha il compito di estrapolare la massima potenza disponibile dell'impianto al variare delle condizioni atmosferiche.

Tipi di inverter per fotovoltaico

Sul mercato esistono due tipi di inverter solari: monofase e trifase.

Gli inverter monofase sono formati da due connettori, uno per la fase e uno per il neutro. Vengono impiegati in impianti fotovoltaici di piccole dimensioni per uso residenziale con potenza inferiore a 6 kW.


Gli inverter trifase invece sono formati da tre fasi e tre correnti alternate diverse. Sono ideali per impianti di grandi dimensioni per uso industriale.
Ci sono inoltre apparecchi fotovoltaici con trasformatore e senza trasformatore.

Il trasformatore permette la separazione galvanica e la messa a terra dei moduli fotovoltaici. In genere sono preferibili gli inverter senza trasformatore, piccoli e leggeri, che hanno un grado maggiore di rendimento.

La connessione dei pannelli all'inverter

Gli inverter per pannelli solari in base alla connessione dei moduli si suddividono in:

• inverte centralizzato;
  
  
• inverter di stringa;
  
  
• micro inverter;
  
  
• inverter ibridi.
  
  

Inverter centralizzato

Questa tipologia è adoperata in impianti fotovoltaici di grandi dimensioni per l'uso diretto e semplice. I moduli si collegano in serie, formando stringhe che raggiungono i 1000 V di tensione a circuito aperto.


Un solo inverter si collega alle stringhe connesse in parallelo.
Gli svantaggi di questo dispositivo sono l'impossibilità di monitorare le performance di ogni pannello solare e il fatto che non può essere adoperato in caso di ombra.

Inverter di stringa

Questa tipologia è la maggiormente diffusa in quanto è economica e necessita di facile manutenzione.
Sono ideali per aree geografiche dove l'irraggiamento resta costante tutto l'anno e i pannelli non risentono dell'ombra.

Micro inverter

I micro inverter sono installati sul singolo pannello solare, dunque ogni modulo ha la possibilità di convertire l'energia in corrente alternata.

La produzione di un pannello, a differenza di un inverter di stringa, non influenza le performance dell'impianto fotovoltaico totale.

I vantaggi del micro inverter sono diversi, tra questi:

• è possibile monitorare le performance dei singoli pannelli;
  
  
• vita media e durata elevata;
  
  
• è facile ampliare l'impianto;
  
  
• i moduli sono collegati in parallelo;
  
  
• la potenza dissipata è bassa;
  
  
• è facile individuare un modulo guasto.
  
  

Inverter ibrido

La funzione di un inverter ibrido è la stessa di un inverter di stringa ma in più assicura la carica e scarica dell'energia nei sistemi con accumulo.

Oltre agli ibridi, sul mercato si trovano anche gli smart inverter capaci di caricare le batterie con l'energia della rete elettrica quando il prezzo è basso per utilizzarla in momenti in cui il fotovoltaico non riesce a garantire il fabbisogno elettrico.

Anche se consente un risparmio energetico notevole, ha un costo molto elevato.

Inverter monofase per impianti residenziali

Tra gli apparecchi fotovoltaici spiccano gli inverter della gamma RS di Riello Solartech che abbinano tecnologie all'avanguardia e componenti di elevata qualità.

Sono muniti di un controllo digitale innovativo degli stati di potenza e hanno una serie di icone led che consentono l'identificazione dello stato dell'impianto solare.

Inverter Riello SolarTech

Il design è leggero e compatto tale da rendere il prodotto adattabile ad ogni contesto.
Alcune tra le principali performance sono la tecnologia di raffreddamento a convenzione naturale e il monitoraggio remoto multiplo.

Gli inverter Riello Solartech permettono il raggiungimento di un rendimento massimo di 97,6%.

Tipologia di inverter di stringa

L'azienda FIMER propone un inverter monofase con classi di potenza variabili da 1,2 a 3 kW, ideali per impianti residenziali.

Il dispositivo è caratterizzato da un design compatto e leggero, tale da raggiungere elevate prestazioni con un ingombro minimo.
Inverter fotovoltaico Fimer

È munito di MPPT e di connettori Plug and Play, sul lato DC ed AC, che rendono l'installazione rapida e semplice. Presenta controllo dinamico dell'immissione in rete e monitoraggio da remoto mediante Aurora Vision cloud.