Controllers e Inverters

Lo sapevi che i sistemi di energia rinnovabile, come i sistemi solari, non possono funzionare senza inverter e controller?

Gli inverter convertono l’elettricità in corrente continua (DC) generata o immagazzinata dai pannelli solari in elettricità in corrente alternata (AC), rendendola utilizzabile per abitazioni, aziende e la rete elettrica. Nel frattempo, i controller fotovoltaici (PV) regolano l'energia proveniente da fonti in DC (come i pannelli solari) per proteggere le batterie e garantire una carica efficiente.

Questi dispositivi sono essenziali per ottimizzare l'uso dell'energia solare, migliorare l'efficienza del sistema e garantire una fornitura di energia stabile e affidabile.

INVERTERS

CONTROLLERS

Inverters

Gli inverter sono un componente essenziale dei sistemi di energia rinnovabile, responsabili principalmente della conversione dell’elettricità in corrente continua (DC) proveniente da fonti di energia come i pannelli solari in elettricità in corrente alternata (AC). Questa conversione rende l’energia compatibile con gli elettrodomestici, le aziende e la rete elettrica. Alla fine, gli inverter svolgono un ruolo cruciale nell'ottimizzare l'uso dell'energia solare, garantendo al contempo una fornitura di energia stabile ed efficiente.

On-grid

On-grid inverter sono progettati per lavorare direttamente con la rete elettrica, convertendo l'energia in corrente continua (DC) proveniente dalla sorgente energetica in corrente alternata (AC) e immettendola nel sistema di distribuzione. Questi inverter non hanno controller di carica e non possono essere utilizzati con sistemi di accumulo di batterie, ma si basano sulla generazione di energia in tempo reale. Inoltre, questo tipo di inverter si spegne automaticamente durante le interruzioni di corrente per evitare il fenomeno chiamato "islanding", garantendo la sicurezza degli operatori e mantenendo la stabilità della rete.

Off-grid

Inverter off-grid, noti anche come inverter autonomi, operano in modo indipendente dalla rete elettrica, prelevando energia da batterie caricate tramite pannelli solari o altre fonti rinnovabili. Questi sistemi richiedono controller di carica per regolare la carica delle batterie e prevenire sovraccarichi o scariche profonde, e generalmente includono uno o più controller di carica integrati. Possono anche integrare generatori di backup, come l'ingresso della rete elettrica o un generatore a gas. Tuttavia, non possono inviare energia in eccesso alla rete, rendendoli ideali per luoghi remoti o soluzioni energetiche autonome.

Ibridi

Gli inverter ibridi combinano le caratteristiche dei sistemi sia on-grid che off-grid, permettendo un flusso bidirezionale di energia con la rete elettrica. Supportano l'autoconsumo utilizzando prima l'energia solare immagazzinata nelle batterie, attingendo alla rete solo quando necessario. Inoltre, possono esportare l'energia in eccesso alla rete quando disponibile. Gli inverter ibridi offrono una maggiore indipendenza energetica e sono particolarmente utili in aree con connessioni alla rete instabili.

Micro

I microinverter sono inverter compatti installati su singoli pannelli solari o coppie di pannelli, che convertono l'elettricità DC in AC a livello del pannello. A differenza degli inverter a stringa, che gestiscono più pannelli contemporaneamente, i microinverter ottimizzano le prestazioni per ogni singolo pannello, riducendo l'impatto di ombreggiature o disallineamenti dei pannelli. Sebbene funzionino principalmente come inverter on-grid, possono essere integrati con sistemi di accumulo a batteria utilizzando metodi di accoppiamento AC, migliorando la flessibilità del sistema.

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CONTROLLERS

I controller di carica sono componenti essenziali nei sistemi di energia rinnovabile, regolando il flusso di elettricità dalle fonti di energia come i pannelli solari alle batterie. La loro funzione principale è quella di prevenire il sovraccarico, la scarica profonda e il flusso eccessivo di corrente, garantendo la longevità e l'efficienza dell'accumulo di energia nelle batterie. I controller di carica si suddividono in due tipi principali: Maximum Power Point Tracking (MPPT) e Pulse Width Modulation (PWM), ognuno dei quali offre vantaggi distinti in base alle esigenze del sistema.

Controllers
  • I controller di carica MPPT (Maximum Power Point Tracking) regolano dinamicamente la tensione e la corrente operative dei pannelli solari per massimizzare la produzione di energia. Questa ottimizzazione può migliorare la raccolta di energia dal 5% al 30%, a seconda delle condizioni climatiche e della configurazione del sistema. I controller MPPT funzionano particolarmente bene in condizioni di bassa luce o temperature più basse, dove riescono a estrarre più energia rispetto ai controller PWM. Sono ideali per sistemi più grandi o installazioni dove massimizzare l'efficienza è fondamentale.
  • I controller di carica PWM (Pulse Width Modulation) regolano la carica collegando direttamente l'array solare al banco di batterie, assicurandosi che la tensione del pannello sia allineata con quella della batteria. Man mano che la batteria si avvicina alla carica completa, il controller PWM riduce gradualmente il flusso di energia per prevenire il sovraccarico. Sebbene siano più semplici e più economici, i controller PWM sono meno efficienti rispetto ai controller MPPT e sono generalmente raccomandati per sistemi più piccoli con luce solare stabile e requisiti di tensione simili.

In sintesi, i controller MPPT offrono un'efficienza superiore e sono ideali per installazioni solari più grandi o con condizioni di irraggiamento variabili, mentre i controller PWM offrono una soluzione economica per sistemi più piccoli in condizioni di luce solare costante.

Micro-controllers

I microcontroller di carica sono dispositivi compatti progettati per applicazioni solari su piccola scala, come pannelli singoli o sistemi energetici portatili. Disponibili in versioni sia PWM che MPPT, la scelta dipende da fattori come il costo, l'efficienza energetica e le esigenze del sistema. Mentre i modelli PWM offrono una soluzione semplice ed economica, i microcontroller MPPT forniscono migliori prestazioni ottimizzando la conversione di energia. Entrambi i tipi sono ampiamente utilizzati in applicazioni fuori rete, tra cui veicoli ricreativi (RV), barche e piccoli sistemi solari autonomi.

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