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INVERTER FOTOVOLTAICI
La scelta dell’inverter adatto al proprio impianto ri-
chiede un’attenta valutazione che comprenda fattori
tecnici, normativi ma anche strettamente legati alla
tipologia di impianto che si andrà a realizzare. Spes-
so il costo di tale componente è una piccola percen-
tuale dell’investimento complessivo, ma è proprio da
esso che dipende il buon esito o meno della proget-
tazione.
A cosa servono
L’energia prodotta da un generatore solare fotovol-
taico è sempre in corrente continua e come tale può
essere direttamente utilizzata da carichi opportuni o,
ad esempio, per caricare delle batterie di accumula-
tori (si pensi tipicamente alle applicazioni montane,
ai camper, ecc.). L’interesse oggigiorno riservato al
mondo del fotovoltaico richiede però che quest’ener-
gia venga convertita in corrente alternata attraverso
opportuni dispositivi chiamati comunemente “inver-
ter”. Tali apparecchi, basati su componenti di elettro-
nica di potenza, permettono la conversione appena
citata in modo completamente statico e quindi con
efficienze di conversione decisamente superiori a
quelle ottenibili con convertitori rotanti. Le applica-
zioni degli inverter sono le più disparate e, a solo
titolo esemplificativo, si possono citare la trazione
ferroviaria e l’azionamento dei motori in generale,
l’alimentazione di sicurezza (UPS), la conversione di
frequenza, il settore eolico ed il fotovoltaico. Se da
un lato la topologia degli inverter per le diverse ap-
plicazioni si somiglia, dall’altro le peculiarità delle
singole e specifiche necessità porta ad una specia-
lizzazione degli stessi per ottenere l’esaltazione di
alcune specifiche qualità: economicità, robustezza,
efficienza, sicurezza, semplicità... Alla base della
moderna conversione statica dell’energia sta il con-
cetto di PWM (Pulse-Width Modulation) che tradot-
to significa modulazione di larghezza di impulso.
Attraverso l’utilizzo di interruttori elettronici statici
(IGBT, MOSFET, transistor, ecc.) comandati per aprir-
si e chiudersi ad elevata frequenza (tipicamente da
qualche kHz a qualche decina di kHz) è possibile
ricreare tensioni e correnti con forme d’onda voluta
a cui sono sovrapposte armoniche ad alta frequenza.
L’utilizzo di opportuni filtri passa-basso permette poi
di eliminare le alte frequenze indesiderate al fine di
ottenere la sola forma d’onda voluta.
Le due famiglie esistenti
Gli inverter si possono dividere in due grandi fa-
miglie: quelli cosiddetti isolati (stand-alone) e quelli
per connessione alla rete elettrica (grid-connected).
Nell’applicazione stand-alone l’energia proveniente
dal generatore fotovoltaico ed eventualmente tem-
poraneamente immagazzinata in accumulatori, vie-
ne trasformata in corrente alternata per alimentare
comuni apparecchi utilizzatori in base alle necessi-
tà degli stessi: l’inverter deve quindi generare una
tensione sinusoidale attraverso la quale alimentare
i carichi. Da quanto detto si capisce che i parame-
tri per valutare la qualità di un inverter stand-alone
sono fondamentalmente le grandezze nominali di
uscita (tensione, corrente , potenza attiva e reattiva
erogabili), la capacità di generare una sinusoide di
tensione “pulita” e quindi con bassa distorsione di
tensione (V_THD%), la massima corrente erogabile
durante gli spunti dei carichi utilizzatori e la capaci-
tà di sopportare sovraccarichi. Negli impianti grid-
connected, tutta l’energia proveniente dal generatore
fotovoltaico deve essere immessa nella rete di distri-
buzione in corrente alternata. Compito dell’inverter è
quindi quello di far lavorare nel miglior modo possi-
bile i moduli fotovoltaici (quindi di estrarne il massi-
mo dell’energia) e di immettere tale energia in rete
generando una corrente sinusoidale sincrona con la
tensione a 50Hz della rete.