Cosa sono i moduli fotovoltaici “smart”?

Sebbene oggi i software solari possano aiutare a progettare il sistema fotovoltaico ottimale, anche i componenti selezionati faranno la differenza nel raggiungere la produzione di energia desiderata. Un particolare tipo di componente, il modulo fotovoltaico “smart”, o intelligente, è diventato sempre più popolare grazie ai suoi vantaggi rispetto ai moduli tradizionali. Se non hai considerato i moduli intelligenti (noti anche come moduli ottimizzati per CC), vale la pena dare un’occhiata.

Cos’è un modulo solare intelligente?

Un modulo intelligente è un pannello solare con un ottimizzatore di potenza in corrente continua (CC) integrato. I moduli solari intelligenti avranno gli ottimizzatori di potenza pre-collegati e gli ottimizzatori aiuteranno ogni pannello a funzionare al suo livello di potenza massimo indipendentemente dalle prestazioni degli altri pannelli sulla stessa stringa.

Ciò consente di raccogliere più energia dai sistemi fotovoltaici dei moduli intelligenti. Il compromesso dell’utilizzo di moduli intelligenti si riduce principalmente al costo. Il prezzo potrebbe essere più alto, ma i vantaggi dei moduli solari intelligenti potrebbero essere più interessanti a seconda della situazione.

L’ ottimizzatore di potenza viene incorporato nel modulo solare al momento della produzione.  Tipicamente l’ottimizzatore di potenza è incorporato nella scatola di giunzione del modulo solare. Gli ottimizzatori di potenza collegati al telaio di un modulo solare o collegati al circuito fotovoltaico tramite un connettore non sono considerati correttamente moduli intelligenti.

I moduli intelligenti sono diversi dai pannelli solari tradizionali perché l’elettronica di potenza incorporata nel modulo offre funzionalità avanzate come il monitoraggio del punto di massima potenza a livello di pannello, il monitoraggio e una maggiore sicurezza.

I 3 principali vantaggi dei moduli intelligenti

Aumento della produzione di energia

Come accennato in precedenza, un sistema fotovoltaico che utilizza moduli intelligenti può produrre più energia rispetto a un sistema tradizionale. Con gli ottimizzatori CC incorporati, ogni modulo è in grado di correggere la sua “mancata corrispondenza” e funzionare indipendentemente l’uno dall’altro, con conseguente maggiore produzione di energia.

Riduzione dei costi flessibili

I moduli intelligenti possono aiutare a snellire i processi di acquisto e ridurre i tempi di installazione. Invece di dover trovare un fornitore per entrambi i pannelli e gli ottimizzatori DC e ordinarli, è sufficiente farlo per un solo hardware. Inoltre, gli installatori non dovranno portare ulteriori hardware sul tetto, installarli e collegarli. Tempi di installazione più rapidi possono ridurre i costi di manodopera e il risparmio potrebbe essere trasferito al cliente finale.

Risoluzione dei problemi più rapida

Poiché i moduli intelligenti funzionano indipendentemente l’uno dall’altro, è possibile monitorare le prestazioni di ciascun modulo. Se è necessaria una manutenzione o se il sistema non funziona correttamente, sarà molto più semplice identificare i pannelli che richiedono attenzione.

Quando utilizzare i moduli intelligenti

I moduli intelligenti (o l’aggiunta di ottimizzatori di potenza al sistema fotovoltaico) sono in genere ideali per situazioni in cui l’ombreggiamento è un problema o se il sistema fotovoltaico verrà installato su più superfici del tetto. Per i sistemi su una superficie del tetto senza ombra durante il giorno, in un’area con il bel tempo quasi tutto l’anno, un sistema tradizionale può essere la scelta ideale.

Prima di selezionare i componenti da utilizzare, è importante avere una piena comprensione di ogni componente e quali sono le tue opzioni, e sapere quanta energia solare (o irraggiamento) è disponibile sul sito del progetto. A seconda della situazione e di ciò che stai cercando di risolvere, i moduli intelligenti potrebbero essere l’opzione migliore o potrebbe esserci un’altra soluzione adatta a un prezzo inferiore.

Intorno al 2008 molti installatori avevano progetti che non erano tetti solari “ideali” con cui lavorare e dovevano trovare soluzioni per tetti ombreggiati e difficoltà di orientamento. Questa sfida è stata inizialmente affrontata dalla ri-divulgazione dei microinverter e successivamente dall’invenzione degli ottimizzatori di potenza, che vengono commercializzati dal 2013.

Prestazioni a livello di modulo e manutenzione

Hai mai provato ad accendere le luci di Natale all’inizio di dicembre, solo per scoprire che non si accendono? Questo può accadere se solo una singola luce sulla stringa di luci è rotta. Allo stesso modo, quando i tuoi pannelli solari sono collegati a un inverter di stringa, se un pannello sulla stringa non produce elettricità a causa dell’ombreggiamento o di un difetto del prodotto, ciò influirà sulle prestazioni del resto dei pannelli su quel circuito.

Non si verificherà questo problema con i moduli intelligenti: poiché gli ottimizzatori di potenza funzionano indipendentemente l’uno dall’altro, un singolo pannello solare o un ottimizzatore di potenza che non produce elettricità non influirà sulla produzione del resto del campo solare.

Poiché i pannelli funzionano individualmente, significa anche che è possibile monitorare le prestazioni di ogni singolo pannello piuttosto che valutare la produzione del sistema nel suo complesso. Ciò può anche significare una manutenzione più rapida: se il tuo sistema di pannelli solari non funziona bene, puoi facilmente vedere se è un pannello in particolare a causare il problema.

I sistemi a pannelli solari richiedono pochissima manutenzione nel corso della loro vita. Questo perché, ad eccezione dei sistemi a terra con inseguitori, non ci sono parti mobili di un sistema a pannelli solari. Detto questo, se è necessaria la manutenzione su un modulo intelligente, è facile da eseguire.

Gli ottimizzatori di potenza situati sul retro dei moduli intelligenti sono facilmente rimovibili, il che rende la manutenzione delle apparecchiature relativamente semplice nel raro caso in cui si verifichino malfunzionamenti.

Cosa sono gli ottimizzatori di potenza?

Gli ottimizzatori di potenza sono tipo di elettronica di potenza a livello di modulo e offrono molti degli stessi vantaggi dei microinverter, ma tendono ad essere leggermente meno costosi. Gli ottimizzatori di potenza sono spesso considerati un compromesso tra microinverter più costosi e inverter di stringa standard.

Come i microinverter, gli ottimizzatori di potenza sono dispositivi situati in ogni pannello. Tuttavia, invece di convertire l’elettricità CC in elettricità AC nel sito del pannello, “condizionano” l’elettricità in CC e la inviano a un inverter di stringa. Negli scenari in cui il tetto è ombreggiato, l’ottimizzazione a livello di pannello offerta dagli ottimizzatori di potenza si traduce in una maggiore efficienza del sistema rispetto all’utilizzo di un inverter di stringa da solo.

Analogamente ai microinverter, gli ottimizzatori di potenza riducono l’impatto dell’ombreggiatura del pannello sulle prestazioni del sistema e offrono anche il monitoraggio delle prestazioni a livello di pannello. I sistemi che utilizzano ottimizzatori sono spesso più convenienti di quelli che utilizzano microinverter.

Sempre più spesso, i produttori di microinverter e ottimizzatori di potenza stanno collaborando con i produttori di pannelli solari per creare “moduli intelligenti”. In poche parole, un modulo intelligente è un pannello solare con una parte dell’attrezzatura MLPE già integrata al suo interno. Ciò semplifica l’installazione e riduce i costi di manodopera per gli installatori. Molti dei maggiori produttori di pannelli al mondo ora hanno a disposizione opzioni di moduli intelligenti, tra cui LG, Panasonic e SunPower.