Inverter fotovoltaico: cos'è e a cosa serve

L'inverter fotovoltaico svolge un ruolo cruciale in qualsiasi impianto solare. La sua funzione primaria è convertire la corrente continua, prodotta dai pannelli solari, in corrente alternata; una trasformazione essenziale, perché la corrente continua non può essere utilizzata direttamente per alimentare dispositivi domestici né può essere immessa nella rete elettrica pubblica, che opera con corrente alternata.

Il posizionamento e il collegamento dell'inverter all'interno dell'impianto fotovoltaico sono altrettanto vitali. Di solito, l'inverter viene installato vicino al pannello solare per ridurre le perdite di energia durante la trasmissione della corrente elettrica. Un collegamento ben eseguito garantisce che l'energia prodotta dai pannelli solari venga convertita e utilizzata con la massima efficienza, ottimizzando così il rendimento complessivo dell'impianto e minimizzando le dispersioni energetiche.

Essere consapevoli di dove e come viene collegato l'inverter può aiutare a mantenere l'efficienza dell'impianto fotovoltaico a lungo termine, garantendo un risparmio costante sulla bolletta energetica e una riduzione dell'impatto ambientale.

Un’altra componente che aiuta a massimizzare la gestione dell’energia solare sono gli ottimizzatori fotovoltaici, dispositivi elettronici usati negli impianti solari che vengono installati sul retro dei pannelli o a livello di stringa.

Il prezzo di un inverter fotovoltaico può variare considerevolmente a seconda di diversi fattori chiave, tra cui la potenza dell'inverter, le tecnologie integrate e le funzionalità aggiuntive che possono influenzare sia la performance che la convenienza dell'uso.

Il costo dell’inverter è sempre parte del pacchetto dell’impianto fotovoltaico, raramente ne viene scorporato il prezzo. Il costo di un impianto fotovoltaico parte da 4.999 € a salire in base alla potenza.

Fattori che influenzano il prezzo dell'inverter:

1. Potenza: gli inverter sono disponibili in diverse capacità, misurate in kilowatt (kW). Maggiore è la capacità dell'inverter, superiore sarà il prezzo. Ciò è dovuto alla maggiore capacità di gestione dell'energia e alla complessità tecnologica necessaria per convertire e gestire quantità maggiori di energia.

2. Tecnologia integrata: gli inverter possono includere diverse tecnologie, come quelle per il monitoraggio remoto, la gestione intelligente dell'energia, o l'integrazione con sistemi di accumulo di energia. Le tecnologie aggiuntive possono aumentare il costo dell'inverter ma offrono benefici significativi in termini di efficienza e controllo dell'energia.

3. Funzionalità aggiuntive: alcuni inverter includono funzionalità avanzate come l'ottimizzazione della produzione di energia di ciascun pannello solare individuale o la capacità di funzionare in condizioni di blackout. Tali funzionalità migliorano la resilienza e l'efficacia dell'impianto fotovoltaico ma possono incrementare il costo iniziale dell'inverter.

La scelta del tipo di inverter per un impianto fotovoltaico dipende strettamente dalla configurazione dell'impianto stesso e dalle specifiche esigenze energetiche. Gli inverter si distinguono principalmente in due categorie: monofase e trifase. La comprensione delle caratteristiche di ciascuno può aiutarti a selezionare l'opzione più adatta.

Inverter monofase

Gli inverter monofase sono la scelta prevalente per gli impianti fotovoltaici residenziali di dimensioni ridotte. Sono progettati per funzionare con una tensione di fase singola, che è la configurazione standard nelle abitazioni private in molte parti del mondo.

• Capacità: di solito, gli inverter monofase sono utilizzati per impianti con una potenza fino a 6 kW.
• Uso: sono ideali per le case dove il consumo energetico non supera la capacità dell'inverter e dove le connessioni elettriche sono relativamente semplici.
• Vantaggi: minor costo rispetto agli inverter trifase e sufficienti per la maggior parte delle esigenze domestiche.

Inverter trifase

Gli inverter trifase sono più adatti per applicazioni commerciali, industriali o per impianti fotovoltaici di grande dimensione. Gli inverter gestiscono tre correnti alternate che si distribuiscono in modo più uniforme, riducendo il carico su ciascuna fase e migliorando l'efficienza energetica in impianti di maggiori dimensioni.

• Capacità: generalmente usati in impianti che superano i 6 kW di potenza.
• Uso: comuni in contesti industriali o in grandi impianti fotovoltaici residenziali, dove è necessario distribuire l'energia in modo più efficace su linee trifase.
• Vantaggi: migliore distribuzione dell'energia e maggiore efficienza in impianti di grandi dimensioni. Possono ridurre i problemi di squilibrio di fase e migliorare la stabilità del sistema elettrico.

Scelta dell'inverter basata sulla configurazione dell'impianto

• Impianti domestici piccoli e medi (fino a 6 kW): un inverter monofase è generalmente sufficiente e più economico, ideale per la maggior parte delle case.
• Impianti grandi (oltre 6 kW): un inverter trifase è consigliato, specialmente se l'impianto è destinato all'uso commerciale o industriale, o se la casa ha un consumo energetico particolarmente alto.

La scelta tra un inverter monofase e trifase dipende dunque dalla potenza totale dell'impianto fotovoltaico e dalla natura del carico elettrico che sarà supportato. È importante considerare anche altri fattori come la disposizione dei pannelli solari, l'orientamento del tetto e le ombreggiature locali, che possono influenzare la decisione sul tipo di inverter più appropriato per massimizzare l'efficienza energetica dell'impianto.

Calcolare il consumo di un inverter fotovoltaico è essenziale per comprendere l'impatto energetico del tuo sistema solare e per dimensionare correttamente le batterie e il resto del sistema. La relazione tra la potenza dell'inverter, espressa in watt (W) o kilowatt (kW), e il suo consumo di corrente è necessaria per effettuare una stima accurata.

La formula per il calcolo dei consumi

La potenza di un inverter è indicata in watt, mentre il consumo di corrente si misura in ampere (A). Per calcolare quanti ampere un inverter preleva dalle batterie, è possibile utilizzare la seguente formula semplice, che assume che l'inverter sia alimentato a 12V, una tensione comune per i sistemi fotovoltaici domestici:

Ampere=Potenza dell’Inverter (W)/Tensione (V)?

La formula può essere utilizzata per calcolare il flusso di corrente necessario per sostenere il funzionamento dell'inverter.

Supponiamo di avere un inverter che opera a una potenza di 4000 watt e vogliamo calcolare il consumo di corrente quando l'inverter è alimentato da una batteria a 12 volt:

Ampere=4000W/12V?=333A

Questo significa che, per operare a piena capacità, l'inverter richiederà un flusso di 333 ampere dalla batteria. Il calcolo è fondamentale per dimensionare adeguatamente le batterie in modo che possano fornire questa corrente senza esaurirsi rapidamente.

Qui di seguito, alcuni fattori da tenere sempre presenti: 

• Efficienza dell'inverter: gli inverter non sono dispositivi perfettamente efficienti. Di solito, l'efficienza varia tra il 90% e il 95%. Questo significa che una parte dell'energia prelevata dalle batterie non viene convertita in energia utilizzabile, ma si disperde sotto forma di calore. Il consumo effettivo potrebbe quindi essere leggermente superiore a quello calcolato.
• Tensione del sistema: la formula sopra ipotizza una tensione di 12V, comune nei sistemi domestici piccoli. Tuttavia, molti sistemi più grandi operano a tensioni superiori, come 24V o 48V. Aumentare la tensione del sistema riduce il flusso di corrente necessario per la stessa potenza, migliorando l'efficienza complessiva del sistema e riducendo le perdite nei cavi.
• Picchi di consumo: gli inverter possono richiedere correnti di spunto molto più elevate all'avvio di apparecchiature pesanti come condizionatori d'aria o grandi motori. I picchi di consumo devono essere considerati nel dimensionamento delle protezioni e del sistema di cablaggio.