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Energie rinnovabili contro un pronostico di crisi futura: Magic Solar

Magic Solar, la gestione intelligente delle energie rinnovabili

Come è già noto ormai da anni, la forte domanda di energia elettrica ha causato una crisi in termini quantitativi delle risorse disponibili. I vari sprechi e la poca diffusione ancora dei sistemi di energia alternativa, porteranno – secondo le stime EIA – ad un aumento del consumo energetico, a livello mondiale, del 57%. National Semiconductor, propone una nuova tecnologia di ottimizzazione della potenza con Solar Magic, il quale rappresenta una gestione più intelligente dell’energia solare.

La crescita del consumo energetico

La crescente domanda di energia ha scatenato una crisi a livello mondiale che ha portato i vari governi a varare piani di incentivazione a favore delle energie rinnovabili e in particolare del fotovoltaico. Proiezioni EIA stimano che entro il 2030 i consumi energetici a livello mondiale cresceranno del 57%. La conversione dell'irradiazione solare in elettricità attraverso l'uso della tecnologia solare fotovoltaica rappresenta quindi l'alternativa più promettente e sottorappresentata sul mercato.

Oggi, l'energia solare costituisce infatti meno dello 0,1% della produzione totale di energia a livello mondiale. Dati presentati da McKinsey prevedono che entro un massimo di 7 anni, l'energia solare non sovvenzionata possa costare all'utente di molti Paesi, tra i quali l'Italia, nè più nè meno che l'energia tradizionale generata da combustibili fossili o da energie alternative differenti da quella solare. Si stima che entro il 2020 la capacità installata globale aumenterà da 20 a 40 volte il livello attuale. I continui progressi nella tecnologia fotovoltaica rendono questa forma di energia rinnovabile particolarmente ben posizionata per la crescita futura.

Con numerosi nuovi stabilimenti produttivi e con nuove tecnologie che stanno entrando nel mercato, il 2009 potrebbe diventare un anno all'insegna del solare.

Solar Magic per una gestione più intelligente dell’energia elettrica

La nuova tecnologia di ottimizzazione della potenza, Solar Magic di National Semiconductor, rende la gestione dell'energia solare più intelligente. Oggi, l'installazione tipica di un modulo fotovoltaico per la generazione di energia solare consiste in un certo numero di pannelli adattati fra loro con precisione, i quali sono connessi in una serie di stringhe e posti in parallelo con altre serie di stringhe. La corrente DC generata da questo array alimenta successivamente un inverter sul lato dell'array. All'interno dei pannelli fotovoltaici vi sono delle stringhe di celle, e non è comune arrivare a centinaia di celle PV connesse in serie con questi array. Come avviene per le luci di Natale, se una cella in questa connessione non produce corrente, l'intera stringa smette di funzionare. Questo è esattamente ciò che accade quando si verifica l'ombreggiamento parziale o la deposizione di sedimenti sulle installazioni fotovoltaiche. Come rimedio, i pannelli moderni sono dotati di diodi di bypass integrati all'interno del pannello, che cercheranno di re-instradare la corrente dalle sezioni pesantemente danneggiate delle stringhe. Se attivi, questi diodi di bypass ridirigeranno la corrente attorno a grandi sezioni di stringa, non solo perdendo il potenziale contributo energetico di quelle celle, ma peggio, riducendo la tensione complessiva di quella stringa.

Ritornando al concetto di massimo punto operativo per le celle, l'inverter dovrà ora decidere se ottimizzare la tensione per la stringa danneggiata o se massimizzare la raccolta di energia dalle stringhe non danneggiate. In gran parte dei casi, l'inverter sceglierà di ottimizzare per le stringhe non danneggiate, facendo crollare ad un valore prossimo allo zero la raccolta di energia dalla stringa danneggiata. Il risultato è che un sistema fotovoltaico interessato da un ombreggiamento di appena il 10% può tagliare la produzione di energia della metà. Questo fenomeno ha a che fare con un'estrema sensibilità dell'architettura solare ai disadattamenti nel sistema fotovoltaico.

Negli ultimi anni, i ricercatori dei laboratori di National hanno studiato questo problema. Gli attuali pannelli presentano unicamente componenti elettronici passivi perché nessuno ha provveduto a integrare componenti elettronici attivi intelligenti e affidabili. La caratteristica principale che necessita di essere distribuita nei sistemi fotovoltaici è una funzione di ottimizzazione. Avvalendosi dei suoi 50 anni di esperienza nel settore del power management, National ha realizzato una soluzione innovativa nel solare, garantendo fin dall'inizio un elevato livello di affidabilità. La linea di nuovi prodotti per la gestione dell'energia solare è progettata per migliorare l'efficienza dei sistemi fotovoltaici grazie a un accurato controllo e all'ottimizzazione delle prestazioni ottenute a livello del singolo modulo.

La tecnologia Solar Magic, che sfrutta l'esperienza e la competenza di National negli algoritmi avanzati, combinata con tecnologie di punta a segnale misto e per la gestione dell'alimentazione, consente alle installazioni solari di recuperare fino al 50% della potenza persa a causa degli ombreggiamenti e dei disadattamenti dei pannelli, monitorando e massimizzando la raccolta di energia da ciascun pannello e massimizzando il flusso di energia attraverso l'array. La distribuzione dell'intelligenza a livello di pannello consente a ciascuno di essi di operare al proprio punto di potenza massimo, indipendentemente da ciò che sta accadendo all'interno della stringa. Questo significa che gli array fotovoltaici possono ora essere installati anche se si ha un ombreggiamento parziale, rendendo possibile la generazione di energia solare verde. Nella sostanza, una nuova tecnologia di micro-ottimizzazione consentirà veramente all'energia solare di essere più pervasiva ed efficiente in condizioni reali.

 

 

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