Secondo l’ultimo rapporto IEA-PVPS, gli inverter di stringa convenzionali (SINV) possono superare l’elettronica di potenza a livello di modulo (MLPE) nei generatori fotovoltaici parzialmente ombreggiati.
Il rapporto tecnico, “Performance of Partially Shaded PV Generators Operated by Optimized Power Electronics 2024”, illustra le sfide attuali dell’ombreggiamento parziale nei sistemi fotovoltaici e valuta le ultime innovazioni tecnologiche per ottimizzare le prestazioni energetiche in queste condizioni.
Il rapporto spiega che l’ombreggiatura disomogenea dei generatori fotovoltaici comporta perdite sproporzionate e afferma che una combinazione di posizionamento ottimizzato dei moduli, l’uso di moduli che tollerano l’ombreggiatura e l’ottimizzazione dell’elettronica di potenza possono contribuire a massimizzare le prestazioni degli impianti parzialmente ombreggiati.
Il rapporto parla dell’uso di moduli fotovoltaici tolleranti all’ombra, che in genere presentano quattro o più diodi di bypass anziché tre. Secondo il rapporto, un numero maggiore di diodi di bypass per modulo consente di escludere selettivamente le aree meno efficienti dei moduli, con un conseguente aumento della resa dei moduli. Aggiunge che i primi produttori stanno iniziando a immettere sul mercato tali moduli.
In una discussione sui diversi tipi di elettronica di potenza, il rapporto afferma che i SINV portano ai rendimenti più elevati in caso di ombreggiamento debole e medio, come l’ombreggiamento leggero da un camino o da un modulo, nei casi in cui non più di un decimo dei moduli della stringa è raggiunto dall’ombra nello stesso momento durante le sei ore intorno a mezzogiorno.
Nel caso di ombreggiamenti medio-pesanti, il rapporto afferma che i convertitori DC/DC ampiamente utilizzati direttamente sul modulo FV (MLPE) possono essere utilizzati con profitto, ma aggiunge che una combinazione di moduli FV tolleranti all’ombra con SINV convenzionali può spesso fornire rendimenti annuali comparabili. “Tuttavia, se gli ottimizzatori vengono utilizzati anche dietro ogni modulo, anche in caso di ombreggiatura debole (tutti gli MLPE), forniscono una resa totale inferiore rispetto al semplice SINV, poiché le loro perdite DC/DC hanno un impatto negativo rispetto ai semplici connettori”, spiega il rapporto.
Nei casi in cui più del 40% dei moduli fotovoltaici sono ombreggiati allo stesso modo e le stringhe sono troppo corte per utilizzare il SINV a più stringhe, il rapporto suggerisce che a MLPE rimane la variante di sistema più efficiente.
In un altro punto del rapporto, l’AIE-PVPS afferma che gli strumenti software commerciali per il fotovoltaico devono migliorare i dati sull’efficienza dei componenti e i calcoli dei punti di funzionamento di ciascun ottimizzatore in base a ciascuna cella solare all’interno di un modulo, in modo che i progettisti del fotovoltaico possano offrire ai clienti il progetto fotovoltaico più ottimale in condizioni di ombreggiamento parziale.
Il rapporto evidenzia inoltre ulteriori ricerche in corso per ridurre gli effetti di ombreggiamento del fotovoltaico, tra cui nuove varianti di elettronica di potenza sofisticata per ciascuna cella solare e l’ottimizzazione dell’inseguimento meccanico di impianti fotovoltaici su larga scala a singolo asse su terreni irregolari.
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