OTTIMIZZATORI FOTOVOLTAICO:
COSA SONO E COME FUNZIONANO

Gli impianti fotovoltaici consentono di produrre energia pulita e offrono vari vantaggi a chi li utilizza. Per godere di tutti i benefici, però, bisogna assicurarsi di avere un impianto efficiente e redditizio. Gli ottimizzatori per fotovoltaico sono degli strumenti pensati appositamente per la massimizzazione dell’energia. 

Si tratta di dispositivi che fungono da collegamento tra i singoli pannelli e l’inverter, e consentono di produrre la massima quantità di energia anche in condizioni non ottimali.

Cosa sono gli ottimizzatori per fotovoltaico

Con l’aumento della consapevolezza ambientale e dei costi energetici, sempre più persone si stanno rivolgendo all’energia solare come fonte pulita ed efficiente di elettricità. Gli impianti fotovoltaici sono diventati una soluzione popolare, ma per massimizzare la resa energetica è fondamentale utilizzare gli strumenti giusti. Uno di questi è l’ottimizzatore fotovoltaico, che, come suggerisce il nome, consente di ottimizzare le prestazioni dei pannelli solari e migliorare l’efficienza complessiva del sistema.

Gli ottimizzatori fotovoltaici sono degli apparecchi elettronici che vengono installati a livello di singoli pannelli solari o a livello di stringa. Si tratta di piccoli e leggeri dispositivi da installare sul retro dei pannelli. La loro funzione principale è quella di massimizzare la produzione di energia da ciascun modulo fotovoltaico. In pratica, gli ottimizzatori per pannelli fotovoltaici lavorano regolando il punto di massima potenza di ciascun modulo o di ciascuna stringa, in modo da garantire che ogni pannello funzioni al suo massimo potenziale nonostante le differenze nei livelli di ombreggiamento, sporcizia o usura.

A cosa servono gli ottimizzatori per fotovoltaico

Gli impianti fotovoltaici sono costituiti da una o più serie di pannelli solari, posizionati per terra o sul tetto di un edificio. Nonostante i pannelli siano collegati tra loro, ognuno di essi è posizionato in uno specifico punto caratterizzato da un certo grado di esposizione ai raggi solari, di ombreggiamento, di inclinazione e di vulnerabilità a sporcizia e usura. 

Nella pratica, il diverso posizionamento può portare a livelli di efficienza dei singoli pannelli significativamente diversi. Ad esempio, un pannello coperto da un albero o da un edificio può risultare parzialmente o interamente ombreggiato e produrre molta meno energia rispetto a uno esposto al sole e che presenta l’ideale grado di inclinazione. 

Per minimizzare tali problematiche, innanzitutto è importante affidarsi a professionisti competenti per l’installazione dell’impianto fotovoltaico, in modo che sappiano montare e posizionare le varie componenti dell’impianto nel modo più adeguato. Anche in presenza di un’installazione a regola d’arte, tuttavia, può essere utile attrezzarsi con specifici strumenti che consentono di massimizzare l’efficienza di ogni singolo pannello, come gli ottimizzatori.

Un ottimizzatore di potenza per fotovoltaico, infatti, svolge principalmente le seguenti funzioni:

• massimizzazione dell’efficienza del pannello: la corretta installazione degli ottimizzatori consente di ottenere il massimo da ogni modulo fotovoltaico anche in presenza di condizioni non ottimali;
• collegamento modulo-inverter: gli ottimizzatori sono gli strumenti che rendono ogni modulo indipendente. È proprio questa caratteristica che consente di ottimizzare l’efficienza e il rendimento dell’impianto fotovoltaico;
• trasmissione di dati: gli ottimizzatori trasmettono i dati di produzione ed efficienza dei moduli tramite un sistema di raccolta dati, dotato di tecnologia via cavo o wireless, che permette di controllare lo stato e la produzione dell’impianto in tempo reale tramite un’interfaccia. Alcuni ottimizzatori necessitano dell’installazione di una centralina per poter trasmettere i dati; 
• monitoraggio e identificazione di anomalie: i dati raccolti e trasmessi dall’ottimizzatore possono essere monitorati, analizzati e sfruttati per identificare eventuali anomalie o scovare i cali di rendimento di uno o più pannelli.

Oltre alla possibilità di migliorare rendimento ed efficienza dell’impianto fotovoltaico, quindi, un ottimizzatore consente anche di monitorare i livelli di produzione energetica in ogni momento.

Ottimizzatori fotovoltaico: come funzionano

Come funzionano gli ottimizzatori per fotovoltaico? Dal punto di vista tecnico, essi sfruttano la tecnologia di massima tracciatura del punto di potenza (MPPT – Maximum Power Point Tracking), che permette di ottenere il massimo rendimento da ogni modulo solare. Nel dettaglio, per raggiungere lo scopo gli ottimizzatori sono dotati di uno specifico convertitore DC/DC (riduttore-elevatore o buck boost).

L’ottimizzatore, inoltre, monitora costantemente la tensione e la corrente del pannello o della stringa e, in base ai dati raccolti, regola i parametri di funzionamento per ottenere la massima produzione energetica possibile. Ad esempio, se uno dei pannelli smette di funzionare o diminuisce la sua resa, l’ottimizzatore lo esclude e fa funzionare gli altri al massimo della loro efficienza.

Ottimizzatori fotovoltaico: pro e contro

Gli ottimizzatori per fotovoltaico offrono numerosi vantaggi che contribuiscono a migliorare l’efficienza e l’output energetico degli impianti solari, tra cui:

• massimizzazione dell’energia: gli ottimizzatori permettono di ottenere la massima produzione energetica possibile, anche in presenza di ombreggiamenti parziali o differenze di efficienza tra i moduli solari;
• monitoraggio: gli ottimizzatori per fotovoltaico necessitano dell’installazione di una centralina per poter fornire dati dettagliati sulle prestazioni di ogni modulo solare. Ciò consente di individuare rapidamente eventuali problemi o malfunzionamenti, semplificando le attività di manutenzione e ottimizzazione;
• flessibilità nell’installazione: questi strumenti possono essere installati a livello di modulo o di stringa, a seconda delle esigenze specifiche dell’impianto fotovoltaico;
• sicurezza: monitorando costantemente la tensione di ogni modulo solare, gli ottimizzatori consentono di evitare situazioni di pericolo, riducendo il rischio di incendi o di danni causati dalla sovratensione.

Nonostante la grande utilità degli ottimizzatori per impianti fotovoltaici, esistono alcuni svantaggi ad essi collegati:

• costo: innanzitutto, l’installazione di queste componenti comporta un costo iniziale aggiuntivo rispetto a un sistema non dotato di ottimizzatori. Tuttavia, un impianto fotovoltaico efficiente permette di risparmiare nel tempo;
• tempi di installazione: l’utilizzo degli ottimizzatori si traduce in una maggiore complessità nell’installazione dell’impianto fotovoltaico. Infatti, ogni modulo deve essere collegato all’ottimizzatore, aumentando il numero di connessioni e di componenti elettriche;
• scalabilità: gli ottimizzatori possono limitare la scalabilità del sistema fotovoltaico. Poiché ogni modulo richiede un ottimizzatore dedicato, la gestione di grandi impianti può diventare più complessa e costosa in presenza di ottimizzatori.

In conclusione, gli ottimizzatori sono degli strumenti molto utili per massimizzare l’efficienza degli impianti fotovoltaici, e si può dire che i vantaggi portati da questa tecnologia eccedono nettamente gli svantaggi. 

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Il presente testo è aggiornato al 27 Luglio 2023