La gestione delle ombre negli impianti fotovoltaici

Gestione e calcolo delle ombre negli impianti fotovoltaici

La presenza di eventuali zone d’ombra impatta sulla ricezione di energia solare e sulla conseguente energia riprodotta verso l’impianto.

Un primo aspetto riguarda la parte relativa ai generatori FV. Ciascuno di essi possiede caratteristiche proprie e ha un punto di lavoro individuale, definito come MPP o Maximum Power Point.

Con MPP si intende il punto di funzionamento di un generatore fotovoltaico entro il quale è possibile raggiungere la massima potenza erogabile. Le celle fotovoltaiche hanno infatti un unico punto operativo dove i valori di corrente e di tensione permettono di raggiungere la potenza massima. Questo punto varia in modo continuo perché dipende da molti fattori, come per esempio la temperatura operativa del sistema, oppure l’irraggiamento in un dato momento.

In questa situazione, se alcuni moduli FV subiscono un ombreggiamento parziale, si ottiene una modifica sostanziale all’interno del generatore, che raggiungere differenti punti di lavoro, con modifiche della resa.

Analizzando un ipotetico diagramma tensione/potenza si osserverebbero due MPP diversi, in presenza di ombreggiamento, mentre nel complesso avremmo una potenza locale (MPP locale) inferiore rispetto a quella totale raggiungibile (MPP globale).

Un secondo aspetto riguarda l’adozione di inverter FV con inseguitore MPP. L’inseguitore MPP, o tracker MPP, è un dispositivo capace di leggere tensione e corrente del generatore fotovoltaico e di pilotare questi parametri per farlo funzionare al suo punto di massima potenza (MPP). A livello progettuale, questo componente incorpora uno switch ad alta frequenza che fornisce una corrispondenza tra il carico e il modulo solare e si inserisce, appunto, tra i moduli e l’uscita (carico), al fine di garantire un funzionamento ottimale. Questo sistema, infatti, è progettato per assicurare condizioni di lavoro costanti al generatore FV, per sfruttare al meglio la potenza disponibile in funzione dell’irraggiamento reale.

In caso di ombreggiamento dei moduli FV, l’attività dell’inverter diventa essenziale. È proprio questo componente a dover “decidere” quale punto di lavoro (MPP globale o locale) adottare per far funzionare il generatore.

Gestione e calcolo delle ombre negli impianti fotovoltaiciDurante la fase di ricerca un inseguitore convenzionale è capace di sfruttare solamente il campo più prossimo all’attuale punto di lavoro, scelta indispensabile per ridurre al minimo lo spreco di energia durante la lettura.

In questo modo, la potenza istantanea dell'impianto FV può risultare inferiore rispetto a quanto dovrebbe essere per via dell'ombreggiamento.

In alternativa è possibile selezionare componenti in grado di far lavorare il generatore FV per facilitare la ricerca del punto di lavoro con la massima potenza, da parte dell’inverter. Come detto, la fase di ricerca comporta perdite di energia, ma è possibile intervenire modificando la frequenza dei processi di ricerca, soprattutto nel caso di impianti FV con ombreggiamenti a lenta comparsa.

 

 

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