Quali sono i principali tipi di inverter fotovoltaici?

Innanzitutto, chiariamo cosa fa un inverter. I pannelli solari producono corrente continua e le batterie immagazzinano energia continua, ma le famiglie e la maggior parte degli elettrodomestici funzionano con corrente alternata, anch’essa fornita dalla rete elettrica. Tutti gli inverter convertono la corrente continua in corrente alternata, ma i vari tipi di inverter per il fotovoltaico sono molto diversi. Con l’ampia varietà di sistemi di batterie solari ora sul mercato, c’è molta confusione sui diversi tipi di inverter e su cosa è meglio per una famiglia tipica. In questo articolo, spieghiamo le differenze e, si spera, aiutiamo a chiarire alcune delle terminologie confuse e all’apparenza in conflitto tra loro.

I 4 tipi di inverter per gli impianti solari fotovoltaici

Negli ultimi anni, la crescente domanda di sistemi di batterie domestiche ha portato molti produttori a combinare inverter solari (non adatti per caricare una batteria, usati ad es. in impianti connessi in rete) e inverter per batteria (che possono invece anche caricare una batteria) in un’unica unità comune, denominati inverter ibridi. Un inverter pronto per la batteria è semplicemente un altro nome per un inverter ibrido. Tuttavia, come evidenziato di seguito, non tutti gli inverter ibridi sono uguali.

I quattro principali tipi di inverter per il fotovoltaico sono i seguenti:

• Inverter solari – Inverter solari collegati alla rete (di stringa o microinverter).
• Inverter per batteria – Inverter di base utilizzati con batterie.
• Inverter ibridi – Inverter solare e batteria – pronti per la batteria.
• Inverter / caricabatterie off-grid – Potenti inverter off-grid che possono funzionare anche come sistemi avanzati di accumulo di energia ibridi in rete.

Vediamoli ora più in dettaglio nelle loro caratteristiche.

1. Inverter solari

Gli inverter solari convertono l’energia solare da corrente continua (CC) in alimentazione in alternata (AC). Questi semplici inverter collegati alla rete (per l’immissione in rete) utilizzano una o più stringhe di pannelli solari e sono il tipo più comune di inverter utilizzato in tutto il mondo. Gli inverter solari a stringa sono disponibili in molte dimensioni per installazioni solari residenziali e commerciali, dai piccoli inverter monofase da 1,5 kW, fino ai grandi inverter trifase da 100 kW.

Micro inverter

I micro inverter, noti anche come micro, sono inverter solari molto piccoli collegati direttamente ai singoli pannelli solari. I micro sono un’ottima opzione per layout di tetti complessi o posizioni con problemi di ombreggiamento, poiché ogni micro inverter e pannello funzionano in modo indipendente. Lo svantaggio principale è il costo leggermente superiore. Tuttavia, i micro offrono molti vantaggi rispetto agli inverter di stringa, come spiegato nell’articolo dettagliato di revisione dei micro inverter.

2. Inverter per batteria

Questi sono il tipo più elementare di inverter utilizzato con le batterie. Gli inverter per batteria convertono la potenza della batteria CC in alimentazione AC. Questi sono disponibili in una vasta gamma di dimensioni, dai semplici inverter plug-in da 150 W utilizzati nei veicoli, fino ai potenti inverter da 10 kW utilizzati per i sistemi di alimentazione off-grid. I semplici inverter a batteria “plug-in” sono spesso utilizzati in roulotte, camper, barche e piccole case off-grid. Questi inverter sono tipicamente accoppiati a regolatori di carica solare MPPT collegati a uno o più pannelli solari fotovoltaici.

3. Inverter ibridi – pronti per batteria

Gli inverter ibridi sono a volte indicati come “inverter pronti per la batteria”, combinano un inverter solare e batteria insieme in una semplice unità. Questi inverter stanno diventando più competitivi rispetto agli inverter solari poiché la tecnologia ibrida avanza e le batterie diventano più economiche. Gli inverter ibridi sono il modo più economico per aggiungere batterie, ma generalmente hanno una capacità di alimentazione di backup limitata e di solito hanno un piccolo ritardo (da 2 a 5 secondi) quando si passa alla modalità di backup durante un blackout.

Il termine “pronto per batteria” è più un termine di marketing utilizzato per vendere un upgrade di un sistema solare fotovoltaico. Se si desidera l’accumulo di energia nel prossimo futuro, vale la pena investire in un inverter ibrido, a condizione che il sistema sia dimensionato correttamente per caricare un sistema di batterie durante tutto l’anno, specialmente durante le giornate invernali più brevi.

Inoltre, non tutti gli inverter pronti per la batteria o ibridi hanno capacità di backup, quindi assicurati che il sistema soddisfi le tue esigenze. Non è necessario installare un inverter ibrido se si pensa di aggiungere batterie in futuro. Qualsiasi sistema solare può avere batterie installate in qualsiasi momento utilizzando una delle tante opzioni di batteria accoppiata AC come ad es. Tesla Powerwall o Sonnen ECO, tuttavia l’efficienza operando a livello di accoppiamento AC è leggermente inferiore.

Inverter ibridi multimodali

Gli inverter ibridi multimodali sono inverter ibridi più avanzati progettati per funzionare in modalità connessa in rete, ma possono anche funzionare in modalità off-grid per un periodo di tempo prolungato. Rispetto agli inverter ibridi di base, che generalmente hanno una potenza di backup limitata a 3kW, noti come alimentatori di emergenza o EPS, gli inverter multimodali sono più potenti e possono tipicamente eseguire il backup di circuiti luminosi, circuiti di alimentazione di base e anche piccole unità di condizionamento d’aria fino a 5 o 6 kW.

Gli inverter ibridi multimodali e gli inverter / caricabatterie di rete esterni dedicati (v. sotto) vengono spesso confusi in quanto possono funzionare entrambi in modalità on-grid e off-grid. La differenza principale è che gli inverter ibridi multimodali contengono anche un inverter solare integrato (MPPT), mentre gli inverter / caricabatterie no. Il motivo è che l’inverter / caricabatterie è progettato per essere accoppiato in AC con inverter solari o accoppiato in CC con regolatori di carica solare MPPT.

4. Inverter / caricabatterie off-grid

I sistemi di alimentazione off-grid o stand-alone richiedono potenti inverter a batteria con caricabatterie integrati che possono essere configurati come sistemi accoppiati in AC o CC. La maggior parte dei moderni inverter / caricabatterie per batteria possono essere utilizzati anche per creare sistemi ibridi avanzati connessi alla rete che hanno la capacità di eseguire il backup di un’intera casa (inclusa la maggior parte degli elettrodomestici) e possono funzionare fuori rete (off-grid) per settimane o mesi a seconda delle dimensioni dell’array solare e delle dimensioni della batteria.

Gli inverter / caricabatterie off-grid sono disponibili in una gamma di taglie da unità relativamente piccole da 3 kW, fino a potenti inverter / caricabatterie da 10 kW progettati per far funzionare apparecchi ad alta intensità energetica come condizionatori d’aria, pompe, forni elettrici e sistemi di acqua calda.

Gli apparecchi ad alto consumo richiedono un’elevata potenza continua o un’elevata corrente di “sovratensione” di avvio, motivo per cui gli inverter / caricabatterie utilizzano trasformatori per impieghi gravosi, rendendoli più costosi dei comuni inverter ibridi senza trasformatore. A seconda della potenza nominale in uscita, inverter / caricabatterie possono costare da 1500 euro per un modello da 2,5 kW, fino a 8000 euro per un modello da 10 kW.