Cos’è e quando si usa un inverter / caricabatterie fotovoltaico?

Il tipo più comune di inverter di potenza è un inverter autonomo. Funziona prendendo l’alimentazione in corrente continua (CC) dalla batteria e quindi invertendola in alimentazione in alternata (AC), la tua elettricità standard di tipo domestico. Questa è l’unica funzione di un inverter. Un inverter / caricabatterie fa la stessa cosa, tranne per il fatto che è collegato a una fonte di alimentazione AC per caricare continuamente le batterie collegate quando è disponibile l’alimentazione AC di rete o fornita da un generatore (gruppo elettrogeno, etc.). In caso di interruzione di corrente, l’inverter passerà automaticamente all’alimentazione a batteria per alimentare le apparecchiature collegate.

Quando si usa un inverter caricabatterie in un sistema FV off-grid?

Molto spesso, in un sistema di energia fotovoltaico off-grid le batterie vengono caricate con pannelli solari. A seconda del sistema, l’energia solare da sola potrebbe non essere sufficiente per caricare il banco batterie in inverno, quando le giornate sono più brevi. In questi casi, è possibile utilizzare un generatore AC per mantenere la batteria carica, un po’ come si fa con il motore e l’alternatore in un veicolo.

Un inverter / caricabatterie, in pratica, convertirà la corrente AC dal generatore per caricare il banco di batterie CC. Un inverter / caricatore fuori rete converte la potenza in entrambe le direzioni, da AC a CC per caricare la batteria dal generatore AC e converte la potenza CC dalla batteria in AC per i tuoi apparecchi. Alcuni inverter / caricabatterie hanno anche la possibilità di avviare un generatore a distanza quando il livello di carica delle batterie diventa troppo basso.

Un inverter caricabatterie, in pratica, è un inverter, un relè di trasferimento e un convertitore / caricatore di batterie integrati insieme in un unico dispositivo. Offre il massimo della comodità. Un altro uso comune di un inverter / caricatore è in una barca o in un camper, dove si ha un inverter / caricatore che carica il banco di batterie dall’alimentazione da banchina o da un generatore e l’inverter che converte la corrente CC per far funzionare i carichi AC.

Gli inverter / caricabatterie, in effetti, sono progettati per sistemi di gestione dell’energia (Energy management systems, o EMS), camper e altre applicazioni in cui è necessario un backup affidabile della batteria durante gli spostamenti. Il vantaggio principale di un’unità inverter / caricabatteria è la flessibilità di caricare il banco batterie attraverso un sistema di rete.

Sebbene le unità siano principalmente destinate all’alimentazione di sistemi off-grid alimentati da energia solare, il proprietario dell’inverter / caricabatterie deve sapere che ha la libertà di connettersi alla rete in qualsiasi momento. Sul mercato sono disponibili inverter / caricabatterie di grandi dimensioni in grado di soddisfare le esigenze di un sistema FV domestico collegato alla rete con un banco di batterie di riserva.

Come funziona un inverter / caricabatterie?

Gli inverter / caricabatterie sono fonti di alimentazione affidabili per applicazioni di backup continuo. Di solito, un inverter / caricabatterie ha due modalità:

1) Modalità inverter: questa modalità è la comune applicazione inverter di rete ad isola in cui la potenza CC dalle batterie viene convertita in AC per alimentare gli elettrodomestici. Questa è l’applicazione più comune per i sistemi di backup con batteria off-grid. Durante un blackout nella rete pubblica o in applicazioni fisse o durante la guida in applicazioni mobili, gli inverter / caricabatterie passano automaticamente dall’alimentazione di rete all’alimentazione di backup della batteria.

2) Modalità standby o caricabatterie: l’inverter / caricabatterie funziona come un caricabatterie per convertire l’alimentazione AC in ingresso in alimentazione CC per caricare la batteria. Allo stesso tempo, la maggior parte degli inverter / caricabatterie attualmente sul mercato trasmettono l’alimentazione AC in ingresso direttamente alle uscite AC dell’inverter / caricabatterie per alimentare i carichi AC.

Un caricatore con inverter per barche o camper è tipicamente dotato di un interruttore di trasferimento interno che rileva automaticamente quando sei collegato a un’altra fonte di alimentazione (come l’alimentazione da banchina). Quindi trasferisce qualsiasi carico di alimentazione alla nuova fonte di alimentazione AC e utilizza quella fonte per iniziare a caricare la batteria.

Senza questa funzione, dovresti cambiare manualmente un interruttore di trasferimento o scollegare gli apparecchi e ricollegarli alla nuova fonte di alimentazione. Una volta scollegato, il caricabatterie si spegnerà e il relè di trasferimento tornerà all’alimentazione dell’inverter. In termini più semplici: un inverter caricabatterie combinato consente una maggiore potenza di picco, necessaria per avviare la maggior parte degli apparecchi, rispetto a un inverter normale.

Questo tipo di inverter in genere viene fornito anche con un pannello remoto che consente di monitorare l’utilizzo complessivo e il livello della batteria. È quindi possibile personalizzare le impostazioni in base al tipo di batteria e altro, il che aiuta a prolungare la durata della batteria.

I caricabatterie inverter sono generalmente disponibili in taglie superiori a 1.000 watt. Sebbene siano incredibilmente convenienti, questa comodità non è economica. I caricabatterie inverter sono generalmente più costosi dei modelli autonomi e richiedono costi di installazione. Si noti che un caricatore per camper o inverter marino deve essere installato da un elettricista autorizzato o da un installatore certificato.

Perché serve comunque un regolatore di carica in un sistema off-grid

Il regolatore di carica è il dispositivo che gestisce il flusso di energia dai pannelli solari alla batteria. I controller di carica assicurano che le batterie siano caricate correttamente e non siano sovraccaricate, il che è importante per la longevità del banco batterie.

Ci viene spesso chiesto perché è necessario un regolatore di carica solare in un sistema solare fuori rete se si utilizza un inverter / caricabatterie. Il caricabatterie nell’inverter / caricabatterie è un caricabatterie AC. Utilizza una sorgente AC, come un generatore o la rete, per caricare il banco batterie. Se si utilizzano pannelli solari per caricare il banco di batterie, è necessario un regolatore di carica solare per gestirlo.

Se utilizzi anche una fonte di corrente alternata per aiutare quando il sole non fornisce energia sufficiente, avresti quindi sia un regolatore di carica solare che un inverter / caricatore che carica il banco di batterie a ciclo profondo da due fonti. Esistono due tipi principali di regolatori di carica, MPPT (Maximum Power Point Tracking) e PWM (Pulse Width Modulation).

Quasi tutte le applicazioni di accumulo FV + richiedono sia un inverter / caricabatterie che un regolatore di carica. Da un lato, mentre i regolatori di carica MPPT forniscono un’efficienza di carica ottimale, la luce del sole potrebbe non essere ancora sufficiente per caricare in modo affidabile le batterie in inverno o in caso di maltempo. Molti carichi di potenza richiedono anche corrente AC standard.

Per entrambi questi motivi, è necessario un inverter / caricabatterie per mantenere le batterie adeguatamente cariche e fornire energia che possa essere ampiamente utilizzata. D’altra parte, gli inverter / caricabatterie non sono in grado di caricare direttamente le batterie dalla corrente CC fornita da un campo fotovoltaico. È necessario un regolatore di carica per abbinare adeguatamente la tensione FV alla batteria e regolarne la carica.