Come dimensionare un inverter fotovoltaico

Lo scopo dell’inverter è quello di prendere l’alimentazione CC che è immagazzinata nel banco di batterie e convertirla in alimentazione AC utilizzabile e inviarla ai carichi in modo che possa essere usata nello stesso modo in cui si collega a una presa AC in una casa. Il dimensionamento di un inverter solare è una parte importante di qualsiasi installazione solare, grande o piccola che sia. Poiché il tuo sistema fotovoltaico produrrà e invierà elettricità CC al tuo inverter, avrai bisogno di un inverter in grado di gestire il carico e convertirlo in alimentazione AC. Ciò richiede sapere come dimensionare correttamente un inverter.

Criteri generali di scelta di un inverter per un impianto off-grid

Gli inverter sono disponibili in diverse dimensioni che possono ospitare carichi più piccoli o più grandi a seconda dei carichi fuori rete richiesti. In quasi tutti i sistemi solari ad isola, l’inverter è un inverter per batteria, o “caricabatteria”. Una considerazione importante nella scelta di un inverter è assicurarsi che possa gestire tutti i carichi che funzionano contemporaneamente nel sistema.

Quando tutti i carichi di sistema presenti nel sistema di rete ad isola vengono sommati, ciò determinerà la quantità massima di potenza che l’inverter deve essere in grado di gestire. Imparare a calcolare i carichi di sistema per un sistema specifico consentirà di progettare un sistema in grado di gestire tutti i carichi richiesti.

Un altro fatto importante è che l’inverter deve corrispondere “dal punto di vista della tensione” al sistema in cui viene utilizzato. Ad esempio, un inverter da 12 volt non può essere utilizzato con un banco di batterie da 24 volt, ma deve essere utilizzato con un banco di batterie da 12 volt.

A differenza dei regolatori di carica, la tensione su un inverter non può essere modificata poiché è fissa e deve essere abbinata alla tensione della batteria del sistema. Date queste informazioni, è importante scegliere saggiamente un inverter quando si progetta un sistema, soprattutto se si prevede di espandere il sistema.

Come vengono valutati gli inverter: la potenza

La potenza continua

Il primo modo in cui gli inverter vengono valutati è in potenza espressa in Watt (o Watt continui). I watt continui sono la quantità totale di watt che l’inverter può supportare indefinitamente. Un inverter da 2000 watt può alimentare fino a 2000 watt in modo continuo. Un inverter di dimensioni maggiori potrebbe gestirne di più.

Affinché il tuo inverter sia adatto al tuo sistema, la sua potenza nominale deve essere approssimativamente uguale alla potenza nominale del tuo sistema solare fotovoltaico. Questo è il modo corretto per dimensionare un inverter. Pertanto, se il tuo sistema fotovoltaico è da 2000 watt, avrai bisogno di un inverter solare da circa 2000 watt, forse un po’ di più. Ma non troppo o l’efficienza diminuirà.

Se vuoi far funzionare più apparecchi contemporaneamente e vuoi assicurarti che il tuo inverter sia in grado di gestire il carico, basta sommare tutti i valori in Watt continui di tutti gli apparecchi che potrebbero essere in funzione contemporaneamente. A seconda dei watt continui totali che ottieni, puoi determinare se il tuo inverter è in grado di gestirli.

Questa è anche una parte importante del dimensionamento dell’inverter. Quindi, se nel nostro esempio i watt continui totali di tutti gli apparecchi che possono funzionare allo stesso tempo sono 3000, per un inverte da 2000 W è troppo, dovrai far funzionare meno apparecchi allo stesso tempo.

La potenza di picco

Il secondo modo in cui vengono valutati gli inverter solari è in Watt di picco. Il watt di picco è la quantità di potenza che l’inverter può supportare per un tempo molto breve, solitamente momentaneo. Un inverter da 2000 watt con potenza nominale di 4000 watt può gestire momentaneamente fino a 4000 watt durante l’avvio di cose come i motori, che di solito richiedono più potenza del normale per iniziare.

Affinché il tuo inverter sia adatto al tuo sistema, la sua potenza di sovratensione deve essere approssimativamente uguale (o maggiore) ai potenziali watt di sovratensione di ciascun apparecchio. Puoi scoprirlo guardando l’adesivo sul retro di tutti gli apparecchi che utilizzerai con il tuo sistema fotovoltaico e controllando i potenziali watt di picco di ciascun apparecchio. In questo modo è possibile determinare la potenza minima di picco per cui è necessario classificare il proprio inverter.

Di solito, avrai bisogno di circa 1,5 o 2 volte più watt di sovratensione rispetto ai watt continui per una buona misura di protezione dalle sovratensioni (di più, se si alimentano apparecchiature pesanti). Pertanto, se la massima potenza nominale di picco su uno qualsiasi degli apparecchi che si prevede di utilizzare con il sistema solare è 4000, sarà necessario un inverter solare con poco più di 4000 watt di sovratensione.

Tensione di ingresso (12 V 24 V o 48 V?) dell’inverter e cavi

Il valore successivo da considerare quando si dimensiona un inverter è la tensione di ingresso. Per il corretto dimensionamento del sistema fotovoltaico, i pannelli solari, l’inverter e il banco batterie devono utilizzare tutti la stessa tensione.

Quindi la tensione di ingresso del tuo inverter dipenderà dalla potenza dell’inverter o dalla potenza nominale. Per inverter con una potenza relativamente piccola come 100 watt, la tensione sarà 12 V, 24 V e 48 V. Per inverter di potenza superiore, la tensione di ingresso sarà probabilmente maggiore.

Uno dei fattori che possono influenzare le prestazioni del tuo inverter è la distanza tra il tuo array di pannelli solari fotovoltaici e il tuo banco di batterie. Più lungo è il filo utilizzato qui, minore dovrebbe essere la tensione del tuo inverter per funzionare in modo ottimale,.

Questo succede perché con cavi lunghi la tensione scende e la corrente aumenta. Maggiore è la tensione e minore è la corrente, minore è la lunghezza dei cavi che è possibile utilizzare. Con fili più lunghi, dovresti quindi usare fili più spessi per ragioni di sicurezza ed efficienza.

Utilizzo di più inverter

A volte le persone collegano più di un inverter insieme per “accumulare” più potenza. Questo in genere viene fatto se si hanno molti inverter più piccoli e si desidera unirli insieme per formarne uno più grande. Se il tuo inverter richiede un aumento del tempo (perché hai aggiunto più pannelli solari) puoi acquistare un inverter fotovoltaico più grande o collegare più inverter insieme.

Quando si installano e si collegano due inverter insieme, si parla di stacking dell’inverter e può fornire più potenza o tensione più elevata. Se due inverter compatibili sono cablati insieme in serie, è possibile raddoppiare la tensione di uscita. Questa tecnica di stacking degli inverter verrebbe utilizzata se avessi solo due inverter più piccoli e dovessero fornire ciascuno 120 volt AC.

Tuttavia, se dovessi collegarli in parallelo, raddoppieresti la tua potenza (watt). Questa tecnica di impilamento di inverter solari viene utilizzata se hai due inverter più piccoli ma anche se hai un sistema solare con potenza (watt) molto più alta di quelli che un singolo inverter potrebbe gestire. Se si collegassero due inverter da 2000 watt insieme in parallelo, sarebbero in grado di gestire 4000 watt (4 kW) di potenza.

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