Quali sono i principali tipi di impianto solare fotovoltaico?

Esistono tre tipi principali di sistemi solari fotovoltaici: collegati alla rete, rete / ibridi e off-grid. Hanno tutti i loro vantaggi e svantaggi e dipende dall’attuale fornitura di energia del cliente e da ciò che vogliono ottenere dal sistema. Vi sono poi gli impianto fotovoltaici domestici o su scala industriale e la generazione distribuita resa possibile da tanti sistemi fotovoltaici connessi in rete. All’estremo opposto, abbiamo la varietà di opzioni rese possibili dagli impianti “a i sola”, o off-grid.

Sistema connesso alla rete

Un sistema collegato alla rete è un’installazione solare di base che utilizza un inverter collegato alla rete standard e non dispone di accumulo della batteria. Questo è perfetto per i clienti che sono già sulla rete e vogliono aggiungere il solare a casa loro. Questi sistemi possono qualificarsi per incentivi statali e federali che aiutano a pagare per il sistema. I sistemi collegati alla rete sono semplici da progettare e sono molto convenienti perché hanno relativamente pochi componenti. L’obiettivo principale di un sistema vincolato alla rete è abbassare la bolletta energetica e beneficiare degli incentivi solari.

Uno svantaggio di questo tipo di sistema è che quando si interrompe l’alimentazione, anche il sistema si interrompe. Questo è per motivi di sicurezza perché i guardalinee che lavorano sulle linee elettriche devono sapere che non c’è alcuna fonte che alimenta la rete. Gli inverter collegati alla rete devono disconnettersi automaticamente quando non rilevano la rete. Ciò significa che non puoi fornire energia durante un’interruzione o un’emergenza e non puoi immagazzinare energia per un uso successivo. In compenso puoi vendere l’energia alla rete (GSE) con lo “scambio sul posto”.

Inoltre, non è possibile controllare quando si utilizza l’alimentazione dal sistema, ad esempio durante i periodi di picco della domanda. Ma se un cliente ha un sistema di base collegato alla rete, non è sfortunato se desidera aggiungere un accumulo in un secondo momento. La soluzione è realizzare un sistema accoppiato in AC in cui l’inverter originale collegato alla rete è accoppiato con un inverter con batteria di backup. Questa è un’ottima soluzione per i clienti che desiderano installare subito il solare per sfruttare le detrazioni statali, ma non sono ancora pronti a investire nelle batterie.

Sistema legato alla rete con batteria tampone

Il prossimo tipo di sistema è un sistema collegato alla rete con batteria di riserva, altrimenti noto come sistema ibrido di rete. Questo tipo di sistema è ideale per i clienti già in rete che sanno di voler disporre di una batteria tampone. Buoni candidati per questo tipo di sistema sono i clienti che sono inclini a interruzioni di corrente nella loro zona o che in genere vogliono semplicemente essere preparati per le interruzioni.

Con questo tipo di sistema, ottieni il meglio da entrambi i mondi perché sei ancora connesso alla rete e puoi qualificarti per incentivi statali e federali, abbassando anche la bolletta. Allo stesso tempo, se si verifica un’interruzione di corrente, devi eseguire il backup. I sistemi a batteria collegati alla rete forniscono energia durante un’interruzione e puoi immagazzinare energia per l’utilizzo in caso di emergenza. È possibile eseguire il backup di carichi essenziali come illuminazione ed elettrodomestici quando l’alimentazione è interrotta. È inoltre possibile utilizzare l’energia durante i periodi di picco della domanda perché è possibile immagazzinare l’energia nel banco di batterie per un utilizzo successivo.

Gli svantaggi di questo sistema sono che costano più dei sistemi di base collegati alla rete e sono meno efficienti. Ci sono anche più componenti. L’aggiunta delle batterie richiede anche un regolatore di carica per proteggerle. Deve anche essere presente un pannello secondario che contiene i carichi importanti di cui si desidera eseguire il backup. Non tutti i carichi che la casa utilizza sulla rete sono supportati dal sistema. I carichi importanti necessari quando l’alimentazione di rete è interrotta sono isolati in un pannello secondario di backup.

Sistema fotovoltaico off-grid

I sistemi off-grid sono ottimi per i clienti che non riescono a connettersi facilmente alla rete. Ciò può essere dovuto alla posizione geografica o agli elevati costi di introduzione dell’alimentazione. Nella maggior parte dei casi, non ha molto senso per una persona connessa alla rete disconnettersi completamente e fare un sistema off-grid, ma lo ha se si fa tutto da soli, grazie ai costi bassissimi dei componenti.

I vantaggi di un sistema off grid è che una persona può diventare autosufficiente dal punto di vista energetico e può alimentare luoghi remoti lontani dalla rete. Hai anche costi energetici fissi e non riceverai una bolletta dal tuo consumo di energia. Un altro aspetto interessante dei sistemi off-grid è che sono modulari e puoi aumentare la capacità man mano che crescono le tue esigenze energetiche. Puoi iniziare con un sistema piccolo e attento al budget e aggiungere nel tempo.

Poiché il sistema è la tua unica fonte di energia, molti sistemi off-grid contengono più fonti di ricarica come solare, eolica e generatore. È necessario considerare le condizioni meteorologiche e durante tutto l’anno durante la progettazione del sistema. Se i tuoi pannelli solari sono coperti di neve, devi avere un altro modo per mantenere le batterie cariche. Molto probabilmente vorrai anche avere un generatore di riserva nel caso in cui le tue fonti rinnovabili non siano sufficienti a volte per mantenere le batterie cariche.

Uno svantaggio è che i sistemi off-grid potrebbero non essere idonei per alcuni programmi di incentivazione. Devi anche progettare il tuo sistema per coprire il 100% dei tuoi carichi energetici e, si spera, anche un po’ di più. I sistemi off-grid hanno più componenti e sono anche più costosi di un sistema standard collegato alla rete. È anche comune avere carichi sia AC che CC in un sistema fuori rete perché i carichi CC potrebbero essere un po’ più efficienti perché non passeranno attraverso l’inverter.

Sistema solare fotovoltaico su scala industriale

La forma più comune di energia solare è la grande centrale fotovoltaica collegata alla rete. L’energia generata non è destinata ad essere autoconsumata ma immessa interamente in rete. I sistemi FV su scala industriale sono in genere sistemi montati a terra. La costruzione di un impianto fotovoltaico di questo tipo richiede una notevole collaborazione con l’ente pubblico, l’autorità di rete e il governo per garantire la conformità con gli standard tecnici, gli standard ambientali e di sicurezza e gli accordi contrattuali.

I sistemi FV su scala industriale sono i più grandi di tutti i sistemi FV. Di solito sono costituiti da inverter centrali ad alta capacità, che consentono un’elevata efficienza complessiva e un ottimo rapporto qualità-prezzo. L’uscita è incrementata tramite trasformatori per raggiungere il livello di tensione del punto di connessione alla rete o alla tensione alternata intermedia dell’impianto. Le cosiddette stazioni di media tensione, che integrano inverter e trasformatori in una soluzione containerizzata, sono frequentemente utilizzate in quanto facilitano l’installazione e la modularità.

Gli impianti solari fotovoltaici sono generalmente collegati alla rete di media o alta tensione tramite un quadro o una sottostazione interna che concentra tutte le uscite del trasformatore in un controllo centralizzato. Questi impianti fotovoltaici sono spesso protetti da recinzioni, televisione a circuito chiuso e personale di sicurezza per evitare atti vandalici e rapine, a seconda dei requisiti di garanzia. La manutenzione e il funzionamento degli asset vengono eseguiti da team speciali che possono essere in loco o remoti, ma possono monitorare costantemente, tra le altre attività, le prestazioni dell’impianto solare.

Generazione distribuita

Formata da numerose centrali fotovoltaiche più piccole su una regione più ampia, la generazione distribuita consente un contributo da una moltitudine di sistemi fotovoltaici connessi alla rete, migliorando la flessibilità e riducendo l’intermittenza della centrale solare fotovoltaica. Questa tipologia di sistemazione è rappresentata da impianti fotovoltaici su tetto, collocati su abitazioni private ed edifici commerciali e industriali. Il principale driver per il suo sviluppo è la riduzione dell’energia richiesta da un edificio e prelevata dalla rete.

Gli impianti fotovoltaici residenziali sui tetti sono di poca potenza in chilowatt e sono collegati alla rete interna dell’abitazione o dell’edificio. Questi sistemi fotovoltaici utilizzano solitamente inverter di stringa di piccola capacità con un’efficienza di conversione leggermente inferiore rispetto agli inverter centrali. I sistemi di accumulo di piccola capacità tendono a diventare più accessibili per questo tipo di impianto fotovoltaico.

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