I sistemi fotovoltaici e le loro caratteristiche

I sistemi fotovoltaici e le loro caratteristiche

I sistemi fotovoltaici rappresentano una delle energie pulite del futuro. La realizzazione di pannelli e sistemi fotovoltaici però risulta essere spesso lunga e difficoltosa. Come funzionano e quali sono le caratteristiche di cui tener conto nella realizzazione di sistemi fotovoltaici.

I sistemi Fotovoltaici (PV) sono stati usati per molti decenni. Oggi, con l’attenzione per le fonti energetiche non inquinanti e con “il movimento verde” il fotovoltaico è diventato una importante fonte di energia per una vasta gamma di applicazioni. I vantaggi della conversione dell’energia luminosa in energia elettrica nonché la iduzione dei costi hanno contribuito a spingere questa crescita. Anche se siamo riusciti ad ottenere importanti miglioramenti con l’alta efficienza e il basso costo l’obiettivo primario al giorno d’oggi rimane quello di massimizzare la potenza del sistema fotovoltaico anche in condizioni di luce avverse.

La potenza erogata da un sistema fotovoltaico di una o più celle fotovoltaiche dipende l’irraggiamento solare, dalla temperatura e dalla corrente assorbita dalle cellule. Il Maximum Power Point Tracking (MPPT) è utilizzato per ottenere la massima potenza di questi sistemi. Alcune applicazioni come la carica di alcune batterie o l’alimentazione di di un motore elettrico traggono vantaggio dall’utilizzo del MPPT. In queste applicazioni il carico può richiedere più potenza di quella che il sistema fotovoltaico è in grado di fornire. In questo caso viene utilizzato un sistema di conversione di potenza per massimizzare la potenza stessa del sistema fotovoltaico.

Ci sono molti approcci diversi per massimizzare l’energia da un sistema fotovoltaico che vanno da utilizzare semplici relazioni di tensione ad analisi più complesse con più campioni. A seconda dell’ applicazione e della dinamica dell’irradiazione l’ingegnere di conversione di potenza deve valutare diverse opzioni.

Funzionamento dei sistemi Fotovoltaici

In un un semplice modello di una cella fotovoltaica la RS è la resistenza in serie associata con la connessione alla parte attiva di una cella o un modulo composto da una serie di cellule equivalentipuò essere calcolato Utilizzando una semplice formula. In ogni caso il valore di RS varia con il variare dell’irradiazione solare.

Un aspetto che molte volte viene trascurato è che la corrente di uscita è anche in funzione dell’angolo di incidenza. Anche se l’irradiazione totale può essere costante se l’angolo di incidenza non è nullo rispetto alla fonte l’irradianza efficace è ridotta; il che si traduce in una riduzione della corrente.

Questo fattore risulta molto più evidente quando un impianto fotovoltaico ha dei moduli che non possono essere montati in modo uniforme si trova su di un sistema mobile. Nel caso in cui il sistema sia mobile l’angolo risulterà essere in continuo cambiamento e il punto di massima potenza del sistema di monitoraggio può richiedere una maggiore velocità di tracciamento.

I metodi per calcolare il Maximum Power Point Tracking sono diversi, in particolare:

    1. A tensione costante
    2. Tensione a circuito aperto
    3. Corrente di cortocircuito
    4. Perturbare e osservare
    5. Incrementale Conduttanza
    6. Temperatura
    7. Temperatura parametrico

Ci sono molti metodi anche per quanto riguarda la ricerca e il monitoraggio del punto di massima potenza per le singole celle fotovoltaiche e per dei gruppi di cellule. Molti sistemi ne utilizzano più di uno, come l’utilizzo di COV per trovare il punto di partenza per i metodi iterativi come P e O o IC. In alcuni casi, il passaggio da un metodo a un altro è in base al livello di irradiazione. A bassi livelli di irradiazione si utilizzano metodi come Tensione a circuito aperto e cortocircuito per correnti che possono risultare più appropriati in quanto sono, maggiormente immuni ai disturbi.
Se le cellule sono disposte in serie i metodi iterativi possono essere una soluzione migliore. Quando una porzione di stringa è in ombra o non ha lo stesso angolo di incidenza sono necessari ulteriori algoritmi di ricerca.

In generale, qualunque metodo venga scelto è molto meglio essere precisi che veloci. I metodi veloci tendono a rimbalzare intorno al punto di massima potenza a causa del rumore presente nel sistema di conversione di potenza. Naturalmente un metodo preciso e veloce sarebbe preferibile, ma il costo di attuazione è senz’altro un fattore da considerare.

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14 Comments

  1. fra83 29 aprile 2011
  2. fra83 29 aprile 2011
  3. Giovanni Giomini Figliozzi 29 aprile 2011
  4. Giovanni Giomini Figliozzi 29 aprile 2011
  5. Giovanni Giomini Figliozzi 29 aprile 2011
  6. linus 29 aprile 2011
  7. fra83 29 aprile 2011
  8. fra83 29 aprile 2011
  9. Giovanni Giomini Figliozzi 29 aprile 2011
  10. Giovanni Giomini Figliozzi 29 aprile 2011
  11. linus 29 aprile 2011
  12. Cosimo Candita 30 aprile 2011
  13. Ser_gio 30 aprile 2011
  14. FlyTeo 30 aprile 2011

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