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Più corrente alternata dai pannelli solari
C'è di più nell'energia solare dei pannelli di vetro blu che luccicano sui tetti. Altrettanto importanti sono gli inverter che convertono la corrente continua creata dai pannelli solari in corrente alternata pronta per la rete. In genere, tutti i pannelli di un impianto fotovoltaico sul tetto sono collegati a un grande inverter montato sul lato di una casa.
Dietro le quinte: Piccoli micro-inverter, come quello mostrato sopra, possono essere collegati dietro ogni pannello solare per convertire la corrente continua in corrente alternata e migliorare l'efficienza complessiva del sistema.
Avviare Enphase Energy di Petaluma, CA, sta ora realizzando i primi micro-inverter. Questi inverter più piccoli possono essere imbullonati alla scaffalatura sotto ciascun pannello solare, per convertire l'alimentazione CC in CA per ciascun pannello singolarmente. La società afferma che i dispositivi aumenteranno l'efficienza di un sistema fotovoltaico dal 5 al 25% e ridurranno il costo dell'energia solare.
Enphase ha raccolto oltre 20 milioni di dollari nel suo ultimo round di finanziamenti. L'azienda ha collaborato con vari distributori e partner, incluso il produttore di moduli solari Suntech Power Holdings e installatore Akeena solare , per portare il suo dispositivo ai clienti. I micro-inverter potrebbero essere utilizzati su sistemi fotovoltaici residenziali, commerciali o anche su larga scala, afferma Todd Wilson, general partner di Partner di RockPort Capital , uno dei principali investitori nella tecnologia di Enphase.
Oltre alla conversione da CC a CA, gli inverter hanno il compito di ottenere la massima potenza dai moduli solari. Hanno un circuito logico che ricerca costantemente i migliori livelli di tensione e corrente a cui i pannelli possono funzionare. (La potenza è il prodotto di tensione e corrente.)
In un sistema FV convenzionale, i pannelli solari sono collegati in serie e la loro potenza CC ad alta tensione combinata viene alimentata a un inverter. Pertanto, il circuito logico dell'inverter ottimizza i livelli di corrente e tensione totali. Ma se la corrente di un pannello diminuisce, limita l'uscita complessiva del sistema. Qualcosa di semplice come una foglia che soffia su un modulo, o polvere o detriti o ombra su un modulo, influenzerà l'intera gamma di tutti quei moduli collegati in serie, afferma Leesa Lee, direttore del marketing di Enphase.
I micro-inverter ottimizzano singolarmente i livelli di tensione-corrente su ciascun pannello. Questo spreme la massima potenza da ciascun pannello e poi la somma, aumentando l'efficienza del sistema. Qualsiasi impatto su un modulo è limitato a quel modulo da solo, afferma Lee. Inoltre, il costo delle apparecchiature per i micro-inverter è di circa il 15% inferiore rispetto al costo di un sistema tradizionale, afferma, perché i costosi componenti CC, come i combinatori di segnale e le disconnessioni, possono essere sostituiti con parti CA standard.
Il concetto di piccoli inverter esiste da più di un decennio, ma ci sono state sfide tecniche per realizzare dispositivi pratici. Uno dei maggiori ostacoli alle tecnologie dei microinverter in passato è stata l'efficienza di conversione, afferma Marv Dargatz, direttore senior per i sistemi di Enphase. Enphase ha convertito molte parti analogiche nei circuiti in digitali per ridurre le dimensioni dell'inverter senza sacrificare l'efficienza. L'efficienza di conversione di un singolo micro-inverter è del 95,5%, alla pari delle efficienze dei tradizionali inverter di grandi dimensioni, che vanno dal 94 al 96%.
Daniel Kammen , un professore di politiche pubbliche specializzato in energia presso l'Università della California, Berkeley, afferma che l'industria solare ha mantenuto la convenzione di collegare i pannelli solari in una stringa sin dagli anni '60, quando gli inverter erano costosi. È un po' pazzesco che colleghiamo ancora i pannelli solari in serie, dice Kammen. Prendi quella che ora è la parte più costosa del sistema, i pannelli solari, e solo dal modo in cui li metti insieme riduci la loro produzione.
I micro-inverter massimizzano la potenza in uscita, ma rendono anche il sistema molto flessibile, afferma Kammen. Puoi semplicemente collegare più pannelli al tuo array se hai bisogno di più potenza: non puoi farlo con un sistema tradizionale, dice. Se aggiungi più pannelli di quelli che l'inverter può prendere, dovresti sostituire la seconda parte più costosa del sistema: l'inverter.
Produttore di semiconduttori Semiconduttore nazionale sta adottando un approccio diverso alla gestione dell'energia da un impianto fotovoltaico. L'azienda ha fatto un ottimizzatore di potenza dispositivo per i singoli pannelli solari. Il dispositivo ha solo il circuito logico per l'ottimizzazione dei livelli di corrente e tensione: non esegue la conversione dell'alimentazione da CC a CA. Ralf Muenster, vicepresidente delle energie rinnovabili presso National Semiconductor, afferma che l'azienda stava anche valutando la possibilità di realizzare micro-inverter. Invece, ha scelto di realizzare l'ottimizzatore di potenza perché può funzionare con una gamma di tensioni più ampia rispetto agli inverter.
Ma i micro-inverter potrebbero avere un ulteriore vantaggio. Poiché ottengono l'alimentazione CA da un pannello solare, essenzialmente trasformano ogni pannello in una fonte di alimentazione separata. I microinverter di Enphase inviano anche dati su Internet ai server dell'azienda. Gli utenti possono monitorare la loro installazione online, vedere quanta energia produce ciascuno e controllare dove viene consumata l'energia da ciascun pannello solare. Potresti tenere alcuni dei pannelli per vendere energia e altri per alimentare il tuo congelatore, dice Kammen.