Ottimizzatori
Gli ottimizzatori sono convertitori DC-DC a livello di modulo che eseguono l'MPPT su ogni modulo fotovoltaico separatamente, in modo che l'ombreggiamento parziale, le diverse orientazioni del tetto o un pannello degradato non compromettano più l'intera stringa. Scegli in base all'architettura: gli ottimizzatori SolarEdge sono obbligatori su ogni modulo e funzionano solo con un inverter SolarEdge, mentre gli ottimizzatori Tigo vengono installati selettivamente sui moduli interessati e funzionano con quasi ogni inverter. Abbina ogni unità alla potenza, Voc e Isc del modulo. I microinverter sono l'alternativa in AC. Guida
Grazie al potente ottimizzatore, è possibile che ogni pannello produca la massima quantità di energia, indipendentemente dagli altri pannelli del sistema. Ciò include soluzioni come gli ottimizzatori Tigo e gli ottimizzatori SolarEdge comunemente utilizzati nel settore.
I potenti ottimizzatori ottimizzano così la produzione di energia solare per ogni pannello tracciando il punto di massima resa, concentrandosi su ciascun pannello del sistema separatamente.
- Ottimizzazione a livello di pannello: un potente ottimizzatore è collegato ai singoli pannelli fotovoltaici del sistema fotovoltaico. Il suo compito è monitorare la potenza e la tensione di ciascun pannello in modo indipendente. Ciò consente prestazioni massime da ciascun pannello, anche quando sono esposti a condizioni diverse.
- Minimizzazione della perdita di potenza: quando un pannello nel sistema è ombreggiato o ha una potenza ridotta per altri motivi, l'ottimizzatore di potenza lavora per minimizzare queste perdite regolando il punto operativo di quel particolare pannello. Ciò garantisce che, anche quando alcuni pannelli non si trovano in condizioni ottimali, le prestazioni complessive del sistema rimangano elevate.
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Ottimizzatori: MPPT a livello di modulo, sicurezza e monitoraggio
Un ottimizzatore di potenza è un piccolo convertitore DC-DC fissato al telaio del modulo e collegato tra il modulo e la stringa. Rileva il punto di massima potenza di quel singolo modulo e ne converte l'uscita nella tensione e corrente richieste dalla stringa. Poiché ogni modulo è regolato indipendentemente, la stringa non è più condizionata dal suo elemento più debole, cosa che accade invece in una stringa convenzionale dove i diodi di bypass limitano solo i danni all'interno del pannello ombreggiato.
I due sistemi qui disponibili adottano approcci opposti. SolarEdge sposta completamente l'MPPT fuori dall'inverter, quindi gli ottimizzatori fanno parte dell'architettura e ogni modulo ne necessita di uno. Tigo mantiene l'MPPT proprio dell'inverter e aggiunge l'ottimizzazione solo dove necessario, rendendolo la scelta pratica per i retrofit e per gli impianti in cui solo pochi moduli sono ombreggiati. Entrambi aggiungono il monitoraggio a livello di modulo e lo shutdown a livello di modulo come effetto collaterale dello stesso hardware.
DAL CAMPO
"La domanda che mi viene posta più spesso è se ottimizzare l'intero tetto. Su un tetto pulito, non ombreggiato e con un'unica orientazione, la risposta onesta è no: si paga per l'hardware e aggiungendo un ulteriore punto di potenziale guasto per modulo per recuperare perdite che non sono mai esistite. Gli ottimizzatori sono giustificati in presenza di camini, abbaini, alberi e tetti rivolti in due o tre direzioni."
Ladislav Proc · Specialista in fotovoltaico, ONSA Plus
Come scegliere gli ottimizzatori
Gli ottimizzatori non sono un aggiornamento generico, ma una soluzione a problemi specifici: ombreggiamento parziale, diverse orientazioni del tetto su un unico ingresso MPPT e moduli che non sono più compatibili tra loro a causa dell'usura o della sostituzione. Verificate che una di queste condizioni sia presente prima di specificare qualsiasi componente.
Poi procedete in questo ordine: decidete l'architettura (sistema SolarEdge o add-on Tigo), stabilite quanti moduli necessitino effettivamente di un'unità e, infine, verificate i limiti di potenza in ingresso, Voc e Isc dell'ottimizzatore rispetto al datasheet del modulo e le regole della stringa rispetto all'inverter.
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Cosa risolve effettivamente l'MPPT a livello di modulo
In una stringa convenzionale i moduli sono in serie, quindi trasportano tutti la stessa corrente. Un modulo ombreggiato, sporco o degradato riduce tale corrente per tutti gli altri. Gli ottimizzatori interrompono questo collegamento convertendo individualmente l'uscita di ogni modulo.
- Ombreggiamento parziale: camini, lucernari, parabole, antenne e alberi che ombreggiano due o tre moduli per parte della giornata. Questo è il caso classico e quello in cui il guadagno di rendimento è maggiore.
- Diverse orientazioni del tetto: falde est e ovest, o una falda più il tetto di un garage, che altrimenti richiederebbero ingressi MPPT separati o inverter differenti.
- Moduli non corrispondenti o invecchiati: un pannello sostitutivo di diversa potenza o età inserito in una stringa esistente, o moduli le cui prestazioni sono diverge dopo quindici anni.
- Lunghezze di stringa anomale: forme del tetto che lasciano un numero dispari di moduli, impedendo la formazione di due stringhe equilibrate.
SolarEdge: l'ottimizzatore come parte dell'architettura
SolarEdge divide l'inverter in due. L'MPPT avviene nell'ottimizzatore di ogni modulo, e l'inverter converte solo una tensione di bus DC fissa in AC. Ecco perché un ottimizzatore è obbligatorio su ogni modulo in un sistema SolarEdge: se ne manca uno, la tensione della stringa non raggiungerà mai la finestra operativa. In cambio si ottengono stringhe lunghe, stringhe di lunghezza differente, diverse orientazioni su un'unica stringa e dati per ogni modulo senza hardware aggiuntivo.
- Progettazione dell'intero impianto: pianificare gli ottimizzatori con l' inverter SolarEdge fin dall'inizio, rispettando il numero minimo e massimo di moduli per stringa e la potenza massima della stringa.
- Non portatile: gli ottimizzatori SolarEdge non funzionano con un inverter di terze parti, e un inverter di terze parti non può essere inserito in un impianto SolarEdge in un secondo momento.
- Sicurezza predefinita: con l'inverter spento o scollegato, ogni ottimizzatore riduce la propria uscita a una bassa tensione di sicurezza, quindi il cablaggio DC sul tetto non è più alla piena tensione di stringa.
Tigo: retrofit selettivo su quasi ogni inverter
Le unità Tigo si posizionano tra il modulo e la stringa esistente e rimangono trasparenti quando non sono necessarie. L'inverter mantiene il proprio MPPT, quindi l'impianto funziona come un normale impianto a stringa e le unità Tigo correggono semplicemente i moduli con prestazioni inferiori. Questo le rende lo strumento ideale per un'installazione esistente in cui è interessata solo una parte del tetto.
- Installare solo ciò che serve: equipaggiare i moduli ombreggiati o non corrispondenti, tipicamente insieme a un numero uguale di moduli accoppiati nella stessa stringa, lasciando intatto il resto.
- Agnostico rispetto all'inverter: funziona con i comuni inverter a stringa e ibridi, evitando quindi di essere vincolati a un singolo produttore.
- Gateway richiesto per i dati: il monitoraggio per modulo e lo spegnimento remoto richiedono il kit di comunicazione Tigo e i relativi accessori Tigo, non solo i soli ottimizzatori.
Consiglio pratico
Verificare l'ottimizzatore confrontando tre valori nel datasheet del modulo, non uno: potenza nominale in Wp, Voc alla temperatura minima prevista e Isc. I moderni moduli half-cut e TOPCon ad alta corrente possono superare il limite di corrente in ingresso di una generazione di ottimizzatori più vecchia, anche quando il wattaggio sembra adeguato.
Rapid shutdown e sicurezza a livello di modulo
Senza l'elettronica a livello di modulo, il cablaggio DC sul tetto rimane sotto tensione alla piena tensione di stringa ogni volta che c'è il sole, anche con l'inverter spento. Gli ottimizzatori cambiano questa situazione: su comando, o quando viene persa la comunicazione con l'inverter, ogni unità riduce la propria uscita a una bassa tensione di circa 1 V per modulo. Laddove una norma locale, un gestore di rete o un'assicurazione richiedano il rapid shutdown o un interruttore per i vigili del fuoco, questa è solitamente la soluzione adottata. Verifica cosa si applica nel tuo paese prima di fare un preventivo, poiché lo shutdown a livello di modulo è obbligatorio in alcuni mercati e solo raccomandato in altri.
Monitoraggio a livello di modulo
Entrambi i sistemi riportano tensione, corrente, potenza e temperatura per ogni modulo al portale del produttore. Questo trasforma un vago reclamo su una resa inferiore in una risposta specifica: quale modulo, da quando e di quanto. Per l'assistenza tecnica, significa inoltre poter individuare un pannello guasto, un pannello sporco o un connettore MC4 allentato senza dover salire sul tetto. Consulta la sezione monitoraggio per i gateway, i contatori e i moduli di comunicazione che alimentano gli stessi portali.
Abbinare l'ottimizzatore al modulo
Ogni ottimizzatore ha una potenza di ingresso massima, una tensione di ingresso massima e una corrente di ingresso massima, oltre ai limiti della stringa che alimenta.
- Potenza di ingresso massima: deve essere pari o superiore alla potenza nominale Wp del modulo. Le unità per moduli residenziali da 400 a 500 W non copriranno i formati commerciali da 600 W e superiori.
- Voc di ingresso massima: confrontala con la Voc del modulo corretta alla temperatura locale più bassa, non con il valore indicato per 25 °C.
- Corrente di ingresso massima: il vincolo che spesso trae in inganno con i moduli ad alta corrente.
- Due moduli per unità: alcuni modelli accettano una coppia di moduli su un singolo ottimizzatore. Questo è più economico, ma la coppia viene quindi ottimizzata insieme; pertanto, non collegare un modulo ombreggiato e uno non ombreggiato allo stesso ingresso.
- Regole della stringa: il numero minimo e massimo di moduli per stringa e la potenza massima della stringa sono ancora validi e derivano dalla scheda tecnica dell'inverter.
Quando gli ottimizzatori non sono convenienti
Su un tetto pulito, non ombreggiato, con un'unica orientazione e un set di moduli identici, gli ottimizzatori aumentano i costi, aggiungono uno stadio di conversione e un componente attivo per ogni modulo nella parte meno accessibile dell'edificio. Il guadagno di resa in tale situazione è minimo e può essere annullato dalle perdite di conversione dello stesso ottimizzatore. Investi invece il budget in un inverter migliore, in più moduli o in una batteria. Gli ottimizzatori sono convenienti quando c'è un reale disadattamento da correggere, oppure quando lo shutdown a livello di modulo o il monitoraggio per modulo sono requisiti normativi.
Confronto tra ottimizzatori
| Aspetto | Ottimizzatori SolarEdge | Ottimizzatori Tigo |
|---|---|---|
| Copertura | Obbligatori su ogni modulo dell'array | Selettivi, solo sui moduli interessati |
| Inverter | Solo inverter SolarEdge, l'MPPT risiede nell'ottimizzatore | Compatibile con la maggior parte degli inverter stringa e ibridi |
| Utilizzo tipico | Nuova installazione progettata attorno al sistema | Retrofit e ombreggiamento parziale su un array esistente |
| Monitoraggio | Per modulo tramite il portale SolarEdge, nessun gateway extra | Per modulo tramite il portale Tigo con un kit di comunicazione |
| Spegnimento | Bassa tensione di sicurezza per modulo quando l'inverter è spento | Spegnimento a livello di modulo con le relative unità di sicurezza e gateway |
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Domande frequenti sugli ottimizzatori
Cosa fa effettivamente un ottimizzatore solare?
Si tratta di un convertitore DC-DC installato su un singolo modulo che monitora il punto di massima potenza di quel modulo. Poiché ogni modulo è regolato indipendentemente, un pannello ombreggiato, sporco o degradato non limita più la corrente dell'intera stringa in serie.
È necessario un ottimizzatore su ogni modulo?
Con SolarEdge, sì: l'MPPT risiede nell'ottimizzatore, quindi ogni modulo nell'array ne ha bisogno affinché il sistema funzioni. Con Tigo, no: si installano solo sui moduli ombreggiati o non corrispondenti e si lascia il resto della stringa così com'è.
Posso usare gli ottimizzatori SolarEdge con un inverter di un'altra marca?
No. Gli ottimizzatori SolarEdge sono progettati per alimentare un bus DC fisso in un inverter SolarEdge che non dispone di un proprio MPPT. Per un inverter di terze parti, utilizzare invece le unità Tigo, che mantengono attivo l'MPPT dell'inverter stesso.
Gli ottimizzatori valgono la pena su un tetto non ombreggiato?
Generalmente no. Su un tetto pulito, con orientamento unico e moduli identici, c'è poco mismatch da recuperare e la perdita di conversione dell'ottimizzatore stesso può annullare il guadagno. Diventano convenienti in caso di ombreggiamento, orientamenti multipli, moduli misti o invecchiati, oppure quando è richiesto lo shutdown a livello di modulo.
Posso aggiungere ottimizzatori a un impianto esistente?
Sì, con Tigo. Le unità vengono installate tra il modulo e la stringa e l'inverter esistente continua a funzionare normalmente, permettendoti di equipaggiare solo i moduli problematici. L'retrofit di SolarEdge non è pratico, poiché comporterebbe la sostituzione dell'inverter e l'ottimizzazione dell'intero array.
Gli ottimizzatori forniscono il rapid shutdown?
Sì. Su comando o in caso di perdita di comunicazione, ogni unità riduce la propria uscita a circa 1 V, quindi il cablaggio sul tetto non è più a piena tensione di stringa. Se lo shutdown a livello di modulo sia obbligatorio dipende dalle normative nazionali, dal gestore di rete e dall'assicuratore.
Come scelgo l'ottimizzatore adatto ai miei moduli?
Confronta tre valori della scheda tecnica: la potenza nominale del modulo con la potenza di ingresso massima dell'ottimizzatore, la sua Voc alla temperatura minima prevista con la tensione di ingresso massima e la sua Isc con la corrente di ingresso massima. I moduli half-cut ad alta corrente spesso raggiungono per primi il limite di corrente.
Ottimizzatori o microinverter?
Gli ottimizzatori mantengono un inverter centrale e ottimizzano sul lato DC. I microinverter convertono in AC presso ogni modulo, quindi non c'è corrente DC ad alta tensione sul tetto e non c'è un singolo inverter che possa guastarsi. I microinverter costano di più per Wp e posizionano tutta l'elettronica sul tetto.
Due moduli possono condividere un singolo ottimizzatore?
Alcuni modelli accettano una coppia di moduli su un'unica unità, riducendo il costo per modulo. La coppia viene quindi ottimizzata come un'unica unità, quindi accoppia solo moduli che sono esposti alle stesse condizioni. Non accoppiare mai un modulo ombreggiato con uno non ombreggiato.
Gli ottimizzatori mi permettono di vedere la produzione di ogni pannello?
Sì. Entrambi i sistemi riportano tensione, corrente e potenza per modulo al portale del produttore, rendendo possibile identificare un pannello guasto, sporco o ombreggiato direttamente da terra. Tigo necessita del proprio gateway di comunicazione per fare ciò, SolarEdge no.
Se l'elettronica a livello di modulo sia conveniente dipende dall'ombreggiamento, dall'orientamento e dal layout del tetto specifico.
Informazioni su ONSA Plus
Perché gli installatori in tutta Europa acquistano gli ottimizzatori da noi
ONSA Plus è un distributore B2B europeo di sistemi fotovoltaici, accumulo a batteria, pompe di calore e stazioni di ricarica per veicoli elettrici. Nei nostri magazzini UE disponiamo di oltre 1.500 prodotti di più di 25 marchi, tra cui Huawei, Solis, SolaX e Dyness.
Non siamo solo una società commerciale. Noi progettiamo e assistiamo noi stessi i sistemi energetici, quindi rispondiamo alle domande sull'analisi dell'ombreggiamento e l'elettronica a livello di modulo basandoci sulla pratica ingegneristica, non su un catalogo. Gestisci le richieste di garanzia direttamente con noi e acquisti in base al singolo progetto.
