Maximum Power Point Tracking (MPPT): come aumentare la resa del tuo impianto solare

I moduli solari non forniscono sempre la massima potenza teoricamente possibile. Le fluttuazioni della radiazione solare, delle temperature e dell'ombreggiamento influiscono in modo significativo sulla resa energetica. È proprio qui che entra in gioco il Maximum Power Point Tracking (MPPT). Qui puoi scoprire tutto ciò che devi sapere sulla tecnologia.

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Che cos'è il Maximum PowerPoint Tracking (MPPT)?

Il Maximum Power Point Tracking (MPPT) è un metodo per ottimizzare le prestazioni degli impianti fotovoltaici. Assicura che i moduli solari funzionino sempre alla massima potenza, indipendentemente dall'irraggiamento o dalla temperatura. Regolando continuamente corrente e tensione, MPPT determina automaticamente il cosiddetto punto di massima potenza e quindi massimizza il rendimento energetico del sistema.

Come funziona l'MPPT?

Tecnicamente, MPPT funziona attraverso un sistema di controllo elettronico che monitora e regola costantemente il punto di funzionamento di un modulo solare. Il controller MPPT misura continuamente corrente e tensione e le utilizza per calcolare la potenza attuale. Utilizzando un convertitore DC/DC integrato, il sistema modifica il carico elettrico in modo che il prodotto di corrente e tensione rimanga sempre al massimo.

I moderni sistemi MPPT utilizzano algoritmi che trovano automaticamente il punto ottimale e lo tracciano in tempo reale in caso di variazioni di radiazione o temperatura. Ciò garantisce che il sistema solare funzioni sempre con la massima efficienza.

Come si crea il punto di lavoro ottimale?

Il punto di funzionamento ottimale si ottiene quando il rapporto tra corrente e tensione di un modulo solare determina la massima potenza. All'aumentare della tensione, la corrente diminuisce, determinando una curva corrente-tensione caratteristica (curva I-V). Il punto in cui il prodotto tra tensione e corrente è massimo è noto come punto di massima potenza (MPP). A questo punto, il modulo offre la massima resa che il sistema MPPT mira e mantiene specificamente.

Con che frequenza il tracker regola il punto operativo?

Il tracker MPPT regola il punto operativo più volte al secondo. La frequenza esatta dipende dall'algoritmo e dall'elettronica utilizzati, ma di solito è compresa tra 100 e 1.000 regolazioni al secondo. Ciò consente al sistema di reagire immediatamente e di mantenere con precisione il punto di massima potenza anche in caso di rapidi cambiamenti della radiazione solare o della temperatura.

Perché l'MPP oscilla costantemente?

L'MPP è in costante fluttuazione perché le condizioni esterne come la radiazione solare e la temperatura cambiano costantemente. Una radiazione più elevata aumenta l'amperaggio, mentre le alte temperature abbassano la tensione. Anche l'ombreggiamento parziale o il diverso orientamento del tetto influiscono sulle caratteristiche elettriche dei moduli. Queste modifiche spostano il punto di massima prestazione, motivo per cui il sistema MPPT deve cercarle e adattarle continuamente.

Dove vengono utilizzati i tracker MPP?

I tracker MPP vengono utilizzati ovunque i moduli solari debbano essere utilizzati nel modo più efficiente possibile. Sono parte integrante dei moderni sistemi fotovoltaici e vengono utilizzati in vari componenti:

• Inverter: Nei sistemi connessi alla rete, i tracker MPP integrati trovano il punto operativo ottimale per ogni stringa di moduli.
• Regolatore di carica solare: Nei sistemi off-grid o nelle soluzioni autonome, i regolatori di carica MPPT regolano la tensione tra i moduli solari e l'accumulo della batteria e rendono il processo di ricarica più efficiente.
• Inverter ibridi: Nei sistemi con accumulo, più tracker MPP ottimizzano contemporaneamente le prestazioni delle stringhe fotovoltaiche e dei sistemi di accumulo con l'obiettivo di massimizzare l'autoconsumo e la resa.
• Microinverter e ottimizzatori di potenza: Per i sistemi con ombreggiamento parziale o diverse pendenze del tetto, un tracker MPP per modulo garantisce il miglior rendimento energetico possibile.

Quanto costano i tracker MPP?

I regolatori di carica MPPT semplici per piccoli sistemi solari sono disponibili a partire da circa 50 euro. I modelli per sistemi di medie dimensioni con amperaggi più elevati costano tra 150 e 300 euro. I dispositivi ad alte prestazioni per grandi impianti fotovoltaici di solito costano tra i 400 e i 600 euro. I modelli di marca di alta qualità con funzioni aggiuntive come Bluetooth o monitoraggio dei dati possono costare fino a 800 euro. Il costo dei tracker MPP dipende dalla potenza, dalla tensione e dall'attrezzatura.

Vantaggi e limiti dell'MPPT

I sistemi MPPT offrono vantaggi significativi nel rendimento energetico dei sistemi solari, poiché adattano continuamente il punto di funzionamento dei moduli alle mutevoli condizioni. Di conseguenza, l'efficienza aumenta e il sistema offre una resa costantemente elevata anche in caso di ombreggiamento parziale o variazione della radiazione. Allo stesso tempo, la tecnologia comporta costi di acquisizione più elevati e un'elettronica più complessa, il che può rendere più impegnative la manutenzione e l'installazione.

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A cosa dovresti prestare attenzione quando acquisti

Quando si acquista un tracker MPP, è necessario considerare diversi criteri tecnici e qualitativi per garantire le massime prestazioni e durata:

• Intervallo della tensione di ingresso: Il tracker deve corrispondere alla tensione a circuito aperto dei pannelli solari in modo che funzioni in modo efficiente.
• Corrente di carica massima: Il controller deve essere in grado di elaborare in sicurezza la massima corrente possibile proveniente dall'impianto fotovoltaico.
• efficienza: Un'elevata efficienza di oltre il 95% riduce le perdite di energia e aumenta la resa.
• Numero di tracker MPP: Con più stringhe di moduli o diversi orientamenti del tetto, più tracker sono vantaggiosi.
• compatibilità: Il dispositivo deve essere compatibile con la batteria, l'inverter e la tensione di sistema (12 V, 24 V, 48 V).
• Monitoraggio e controllo: I modelli moderni offrono Bluetooth, controllo tramite app o registrazione dei dati per un monitoraggio efficiente.
• Funzioni di protezione: La protezione integrata da sovraccarico, temperatura e inversione di polarità aumenta la sicurezza operativa.
• Qualità e garanzia del produttore: I prodotti di marca offrono periodi di garanzia estesi e un supporto affidabile.

È possibile aggiornare i tracker MPP?

I tracker MPP possono essere adattati se il sistema esistente è adatto a questo scopo. Soprattutto nei vecchi sistemi senza MPPT integrato, l'installazione di un moderno regolatore di carica MPPT o di un nuovo inverter può aumentare notevolmente la resa. È importante che la tensione e l'amperaggio dei moduli siano compatibili con il nuovo dispositivo e che il cablaggio soddisfi i requisiti più elevati.

L'MPPT funziona anche quando è ombreggiato?

L'MPPT funziona anche quando è ombreggiato, ma con limitazioni. L'ombreggiamento parziale causa diversi picchi di potenza, i cosiddetti massimi locali, sulla curva caratteristica dei moduli solari. Un semplice algoritmo MPPT può selezionare erroneamente uno di questi punti anziché il massimo globale. I sistemi moderni con MPPT globale riconoscono questa situazione, analizzano l'intera curva caratteristica e assicurano che venga utilizzato il punto di prestazione effettivo più elevato.

L'MPPT offre prestazioni sempre maggiori?

L'MPPT funziona meglio nella maggior parte dei casi, ma non sempre. Il vantaggio è particolarmente evidente in caso di variazione della radiazione, ombreggiamento parziale o temperature diverse del modulo. Tuttavia, in condizioni ideali con luce solare uniforme e orientamento ottimale, la resa aggiuntiva è bassa. In pratica, l'aumento delle prestazioni tramite MPPT è in genere compreso tra il 10 e il 30 percento, a seconda della posizione, delle condizioni meteorologiche e della configurazione del sistema.

L'MPPT può danneggiare i moduli fotovoltaici?

L'MPPT non può danneggiare i pannelli solari. La tecnologia funziona entro i limiti elettrici del sistema e garantisce solo che tensione e corrente siano regolate in modo ottimale. Un controller MPPT di dimensioni corrette previene anche i sovraccarichi perché dispone di funzioni di protezione integrate come protezione da sovracorrente, temperatura e inversione di polarità. I danni si verificano solo quando vengono utilizzati valori di tensione o corrente errati al di fuori delle specifiche.

L'MPPT ha senso per i sistemi di piccole dimensioni?

L'MPPT è utile per sistemi di piccole dimensioni quando le condizioni cambiano frequentemente o si utilizza lo stoccaggio a batteria. L'aumento della resa può essere particolarmente evidente nelle centrali elettriche a balcone o nei sistemi autonomi con ombreggiamento parziale. Tuttavia, nel caso di sistemi molto piccoli con radiazioni stabili e bassa potenza del modulo, il prezzo più elevato di un controller MPPT è difficilmente ammortizzabile, il che significa che un semplice controller PWM è sufficiente.

Qual è la differenza tra tracker MPP e controller PWM?

La differenza tra tracker MPP e controller PWM sta nel modo in cui controllano l'energia solare. Un controller PWM (modulazione di larghezza di impulso) funziona con una tensione fissa e non può regolare dinamicamente il punto operativo dei moduli. Di conseguenza, parte dell'energia potenziale viene persa. Un tracker MPP, invece, regola costantemente la tensione e la corrente in base al punto operativo ottimale, il che significa che è possibile ottenere fino al 30% di energia in più dal sistema solare.

Conclusione: quando vale la pena MPPT?

L'MPPT è utile per quasi tutti i moderni sistemi solari, poiché aumenta notevolmente la resa energetica e ottimizza l'efficienza del sistema. La tecnologia offre notevoli vantaggi, in particolare se esposta a radiazioni solari variabili, ombreggiamenti parziali o diversi orientamenti del tetto. Il prezzo di acquisto leggermente più alto di solito si ripaga grazie al reddito aggiuntivo nel giro di pochi anni. Per i proprietari di case che desiderano sfruttare al meglio il proprio impianto fotovoltaico, un inverter MPPT o un regolatore di carica è quindi una chiara raccomandazione.

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