Come si usa un inverter ibrido?

Un inverter ibrido (a volte indicato come inverter multimodale) è una soluzione all-in-one che contiene tre funzioni totalmente diverse. Dispone di un regolatore di carica solare integrato che si collega ai pannelli solari e serve a regolare la tensione dall’uscita del pannello solare ai carichi e/o alle batterie. L’alimentazione di rete e l’energia del generatore possono spesso essere anche input per l’energia in entrata. Un inverter ibrido offre molteplici opzioni di progettazione del sistema, creando flessibilità per implementare la soluzione giusta per le condizioni di ciascun cliente.

Caratteristiche d’uso degli inverter ibridi

Il compito principale di un inverter solare è convertire la corrente continua generata dall’array in corrente alternata utilizzabile. Gli inverter ibridi fanno un ulteriore passo avanti e funzionano con le batterie per immagazzinare anche l’energia in eccesso. Questo tipo di sistema risolve i problemi della variabilità delle energie rinnovabili e delle strutture della rete inaffidabili.

Gli inverter per applicazioni grid-tied, o connessi in rete, possono fornire energia solo in base a ciò che l’array può generare immediatamente dal sole. Gli inverter ibridi possono immagazzinare energia nelle batterie e quindi attingere da essa secondo necessità per la stabilizzazione dell’energia.

Gli inverter ibridi possono variare per dimensioni, prestazioni e caratteristiche. Ma la maggior parte dei modelli di solito funziona in modo bidirezionale, il che significa che possono convertire l’alimentazione CC dai moduli in alimentazione CA utilizzabile e quindi convertire la CA immagazzinata dalle batterie in carichi quando necessario. Gli ibridi possono anche rimanere connessi alla rete e utilizzare un mix di energia rinnovabile e non rinnovabile per caricare le batterie e compensare i carichi.

Un inverter ibrido “inverte” la corrente dalla corrente continua (CC) proveniente dai pannelli solari alla corrente alternata (CA) in modo che gli elettrodomestici e le apparecchiature tipiche della casa e dell’azienda possano funzionare.

Un inverter ibrido è dunque un inverter intelligente che consente di immagazzinare l’energia solare in eccesso in un sistema di batterie per l’autoutilizzo. Gli inverter ibridi funzionano come un comune inverter solare grid-tie, ma generalmente possono funzionare in una delle diverse modalità a seconda dell’applicazione, inclusa la modalità di backup della batteria che fornisce un livello limitato di alimentazione di backup in caso di blackout.

La maggior parte degli inverter ibridi può funzionare anche senza batteria e funzionare proprio come un inverter solare grid-tie esportando l’energia solare in eccesso alla rete pubblica. L’inverter ibrido funge anche da caricabatteria, prelevando energia da una fonte FV e/o CA per caricare le batterie. L’energia immagazzinata nelle batterie può quindi essere utilizzata in un secondo momento.

Applicazione degli inverter ibridi

Storicamente, gli inverter ibridi sono stati utilizzati più frequentemente nei paesi in via di sviluppo che non hanno accesso a una rete elettrica affidabile. In Europa, i sistemi ibridi basati su inverter sono generalmente scelti dagli utenti per immagazzinare energia per l’autoconsumo o per fornire energia di riserva durante le emergenze. Ma nei paesi in via di sviluppo, gli ibridi sono più necessari per compensare le reti deboli o intermittenti o la mancanza di elettricità di rete del tutto insieme.

Le applicazioni con caratteristiche solari non ideali vanno bene anche per i sistemi basati su ibridi perché possono immagazzinare energia e ridistribuirla durante le ore di punta, migliorando il ritorno sull’investimento. Fondamentalmente, se il sito ha il potenziale per perdere frequentemente la rete, dovresti prendere in considerazione un ibrido per il funzionamento fuori rete.

Avere la flessibilità di un sistema ibrido può aggiungere un costo iniziale a un progetto, anche se gli esperti affermano che ciò può essere compensato dalla capacità di autoconsumare tutta la propria elettricità fotovoltaica disponibile.

Ci sono anche importanti considerazioni di progettazione quando si utilizzano inverter ibridi. Ad esempio, la tensione del banco batteria dovrebbe essere compatibile con i requisiti di ingresso CC dell’inverter e dovrebbe esserci una capacità solare sufficiente per alimentare il carico e caricare le batterie.

Il cablaggio può anche essere più complesso quando si utilizzano inverter ibridi, soprattutto quando i pannelli sono dedicati a carichi critici di backup. E come con qualsiasi dispositivo che esegue più lavori contemporaneamente, un inverter ibrido è solitamente leggermente meno efficiente, sebbene i miglioramenti in altri componenti del bilanciamento del sistema possano compensare facilmente quella leggera perdita.

Posso immaginare che, quando verranno inventati ostacoli normativi per limitare i vantaggi per i consumatori e per la società del flusso di energia bidirezionale dalla generazione distribuita, queste piattaforme basate sulla batteria diventeranno molto più comuni. Ciò che è vecchio è di nuovo nuovo!

Un altro segmento di inverter ibridi include inverter che possono utilizzare due fonti di energia. Ad esempio, Ginlong offre un inverter ibrido fotovoltaico/eolico che ha ingressi per entrambe le sorgenti, invece di dover utilizzare due inverter.

In gran parte del Paese, la velocità del vento è bassa in estate, quando il sole splende più luminoso e più a lungo. Il vento è forte in inverno quando è disponibile meno luce solare. Pertanto, poiché i picchi di funzionamento dei sistemi eolici e solari si verificano in momenti diversi del giorno e dell’anno, tali sistemi ibridi hanno il potenziale per produrre energia quando è necessario e raggiungere un maggiore ritorno sull’investimento.

Modalità di funzionamento dell’inverter ibrido

La maggior parte degli inverter ibridi può essere programmata per funzionare in quattro diverse modalità:

• Modalità grid-tie – Funziona come un normale inverter solare (senza batteria)
• Modalità ibrida: immagazzina l’energia solare in eccesso durante il giorno per essere utilizzata la sera per aumentare l’autosufficienza.
• Modalità di backup: funziona come un normale inverter solare quando la rete è collegata e passa automaticamente alla modalità di alimentazione di backup durante un’interruzione della rete
• Modalità off-grid – Funziona in modo molto simile a un inverter off-grid e utilizza l’energia solare in eccesso per caricare la batteria e alimentare i carichi senza una connessione alla rete.

Gli inverter ibridi sono una scelta molto conveniente per le famiglie medie che vogliono essere più autosufficienti utilizzando il solare e le batterie ma non intendono disconnettersi dalla rete e non subiscono frequenti blackout.

Batteria di riserva

Per funzionare come alimentazione di riserva, un inverter ibrido deve essere in grado di isolarsi dalla rete durante un blackout e utilizzare l’alimentazione a batteria per eseguire il backup di qualsiasi circuito domestico essenziale.

La maggior parte degli inverter ibridi moderni ha la funzione di “isolamento della rete” integrata, ma alcuni inverter ibridi non lo fanno, ciò significa che non possono funzionare in modalità backup o off-grid. Tuttavia, spesso è disponibile una scatola di backup aggiuntiva o un EPS (alimentatore di emergenza) per abilitare questa funzione. Se la stabilità della rete non è un problema, questo semplice tipo di inverter ibrido sarebbe una buona scelta economica.

Gli inverter ibridi più avanzati possono funzionare in modalità di backup indefinitamente e persino funzionare completamente off-grid, a condizione che i carichi siano gestibili e che vi sia un’adeguata luce solare tutto l’anno. Tuttavia, per i sistemi solari fuori rete sono consigliati inverter off-grid dedicati e batterie ad alta capacità a causa dell’elevata potenza nominale continua e di picco richiesta per far funzionare un’intera casa completamente off-grid.