I tetti hanno inclinazioni diverse? Gli ottimizzatori intelligenti per impianti fotovoltaici permettono a ogni modulo di funzionare a piena capacità

Molte famiglie o aziende possono incontrare questa situazione durante l'installazione di un sistema fotovoltaico: il tetto non è uniforme, presenta diverse inclinazioni sulla stessa superficie. Ad esempio, alcune zone sono inclinate a 30°, altre a 10°. Una struttura così complessa può in realtà generare dei "piccoli" problemi nascosti alla produzione di energia fotovoltaica.

Perché gli angoli di inclinazione diversi hanno un impatto? Tutto inizia dal principio di generazione elettrica dei moduli fotovoltaici. La corrente generata dai moduli fotovoltaici è direttamente correlata all'intensità dell'irraggiamento solare ricevuto e l'angolo di inclinazione è un fattore chiave che influisce sull'assorbimento dell'irradiazione: quando l'angolo è appropriato, i moduli possono catturare la luce solare in modo più completo; se l'angolo è troppo basso o troppo alto, potrebbe ridurre la quantità di irraggiamento assorbito.

Supponiamo di voler sfruttare appieno lo spazio del tetto e di collegare in serie i moduli fotovoltaici installati nelle aree con inclinazione di 30° e 10° per formare una stringa. A questo punto sorgeranno problemi: supponiamo che i moduli inclinati a 30°, grazie a un irraggiamento ricevuto più intenso, possano generare una corrente di 10A e che un singolo modulo possa raggiungere una generazione di potenza massima di 400W (calcolata a una tensione operativa di 40V: 40V × 10A = 400W); mentre i moduli inclinati a 10°, a causa di un irraggiamento meno intenso, possono generare una corrente di soli 8A.

Tuttavia, i circuiti in serie hanno una caratteristica: la corrente dell'intero circuito è determinata dalla "corrente minima". In altre parole, in questa stringa, la corrente operativa di tutti i moduli sarà limitata a 8A, cioè la corrente dei moduli a 10°. Questo costringe la generazione di energia dei moduli a 30° a "ridursi": i moduli originariamente da 400W possono emettere solo 40V × 8A = 320W in questa situazione. Se ci sono 8 moduli nella stringa (2 a 10°, 6 a 30°), la potenza totale dell'intera stringa diventa 320W × 8 = 2560W e l'efficienza di generazione di energia si riduce notevolmente.

A questo punto, gli ottimizzatori fotovoltaici intelligenti possono svolgere un ruolo di "salvataggio". Installando gli ottimizzatori sui moduli, è possibile regolare in modo indipendente lo stato operativo di ciascun modulo: la tensione dei moduli a 10° verrà ridotta per incrementare la loro corrente da 8A a 10A, mentre i moduli a 30° potranno rilasciare la loro corrente originale di 10A e mantenere un'uscita a piena potenza di 400W. Prendendo come esempio la stessa stringa composta da 2 moduli a 10° e 6 moduli a 30°, la potenza totale diventa 320W × 2 + 400W × 6 = 3040W. Rispetto ai precedenti 2560W, si recupera l'equivalente del 18,75% della perdita di produzione di energia.