Tipologia di impianti

Gli impianti fotovoltaici sono generalmente suddivisi in tre grandi famiglie:

IMPIANTI CONNESSI ALLA RETE
Sono impianti connessi sia alla rete elettrica privata da servire sia ad una rete elettrica di distribuzione esistente alla quale viene ceduto il surplus dell’energia prodotta, o viceversa viene prelevata in caso di necessità.
IMPIANTI INDIPENDENTI
Non connessi ad alcuna rete di distribuzione utilizzano sul luogo l’energia elettrica prodotta immettendo il surplus energetico in particolari accumulatori rendendolo sfruttabile di notte quando l’impianto non è in produzione.
IMPIANTI “IBRIDI”
Utilizzano principalmente l’energia solare, grazie all’accumulatore. Quando l’accumulatore risulta scarico per un lungo utilizzo notturno, la centralina permette  l’acquisizione di energia dalla rete di distribuzione.

 

Impianti connessi alla rete.

Gli impianti collegati permanentemente alla rete elettrica assorbono energia da essa nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non è in grado di produrre l’energia necessaria a soddisfare il bisogno dell’impianto utilizzatore.
Viceversa, se il sistema fotovoltaico produce energia elettrica in eccesso rispetto al fabbisogno dell’impianto utilizzatore, il surplus viene immesso in rete: sistemi connessi alla rete non necessitano pertanto di batterie di accumulatori.
Tali impianti offrono il vantaggio della generazione distribuita, anziché centralizzata, difatti l’energia prodotta nei pressi dell’utilizzazione ha un valore maggiore di quella fornita dalle grosse centrali tradizionali, perché si limitano le perdite di trasmissione e si riducono gli oneri economici dei grossi sistemi elettrici di trasporto e dispacciamento. Inoltre la produzione di energia nelle ore di sole consente di ridurre la domanda alla rete durante il giorno, proprio quando si verifica la maggiore richiesta.

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I principali componenti di un impianto fotovoltaico connesso alla rete sono:

  • campo fotovoltaico: deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
  • cavi di connessione: componente spesso sottovalutata, devono presentare un’adeguata resistenza ai raggi UV ed alle temperature.
  • quadro di campo: costituito da diodi di protezione dalle correnti inverse,scaricatori per le sovratensioni ed interruttori magnetotermici per proteggere i cavi da eventuali sovraccarichi.
  • inverter: deputato a stabilizzare l’energia raccolta, a convertirla in corrente alternata e ad iniettarla in rete;
  • quadro di protezione e controllo: viene installato tra l’inverter e la rete elettrica, definito dalle norme tecniche del gestore di rete. (la norma Enel è la DK5940 per la Bassa Tensione e la DK5740 per la Media Tensione)

 

Impianti indipendenti.

Sono impianti non collegati alla rete elettrica e sono costituiti da moduli fotovoltaici e da un sistema di accumulo che garantisce l’erogazione di energia elettrica anche nei momenti di scarsa illuminazione o nelle ore di buio.
Essendo la corrente erogata dal generatore fotovoltaico di tipo continuo, se l’impianto utilizzatore necessita di corrente alternata è necessaria l’interposizione dell’inverter.
Tali impianti risultano tecnicamente ed economicamente vantaggiosi qualora la rete elettrica sia assente o difficilmente raggiungibile, sostituendo spesso i gruppi elettrogeni.
Inoltre, in una configurazione stand­alone, il campo fotovoltaico è sovra­dimensionato al fine di consentire, durante le ore di insolazione, sia l’alimentazione del carico, sia la ricarica delle batterie di accumulo, con un certo margine di sicurezza per tener conto delle giornate di scarsa insolazione.

Attualmente le applicazioni più diffuse servono ad alimentare:

  • apparecchiature per il pompaggio dell’acqua;
  • ripetitori radio, stazioni di rilevamento e trasmissione dati (meteorologici o sismici);
  • sistemi di illuminazione;
  • segnaletica sulle strade, nei porti e negli aeroporti;
  • alimentazione dei servizi nei camper;
  • impianti pubblicitari;
  • rifugi in alta quota.

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I principali componenti di un impianto fotovoltaico indipendente sono generalmente:

  • campo fotovoltaico: deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
  • batteria di accumulo o accumulatore: costituita da una o più batterie ricaricabili opportunamente connesse (serie/parallelo) deputata/e a conservare la carica elettrica fornita dai moduli in presenza di sufficiente irraggiamento solare per permetterne un utilizzo differito da parte degli apparecchi elettrici utilizzatori.
  • regolatore di carica: deputato a stabilizzare l’energia raccolta e a gestirla all’interno del sistema in funzione di varie situazioni possibili;
  • inverter: altrimenti detto convertitore C.C./C.A., deputato a convertire la tensione continua (DC) in uscita dal pannello (solitamente 12 o 24/48 volt) in una tensione alternata (AC) più alta (in genere 110 o 230 volt per impianti fino a qualche kW, a 400 volt per impianti con potenze oltre i 5 kW).

 

Impianti ibridi.

Sono impianti nei quali l’energia solare prodotta viene convogliata in speciali accumulatori e da essi, viene distribuita ai siti di impiego. Nel caso in cui dovessero risulatare scarichi la centralina predispone l’acquisizione dalla rete di distrubuzione, viceversa di giorni, qualora gli accumulatori dovessero raggiungere il massimo della carica, in assenza di un autoconsumo instantaneo, il surplus energetico verrà ceduto alla rete,

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I principali componenti di un impianto fotovoltaico ibrido sono:

  • campo fotovoltaico: deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
  • inverter: deputato a stabilizzare l’energia raccolta, a convertirla in corrente alternata e ad iniettarla in rete;
  • Centralina con regolatore di carica: sistema di batterie di accumulo costituito da una o più batterie ricaricabili (generalmente al microgel di silicio, o le più moderne agli ioni di litio.)
  • cavi di connessione: componente spesso sottovalutata, devono presentare un’adeguata resistenza ai raggi UV ed alle temperature.
  • quadro di campo: costituito da diodi di protezione dalle correnti inverse,scaricatori per le sovratensioni ed interruttori magnetotermici per proteggere i cavi da eventuali sovraccarichi.
  • quadro di protezione e controllo: viene installato tra l’inverter e la rete elettrica, definito dalle norme tecniche del gestore di rete. (la norma Enel è la DK5940 per la Bassa Tensione e la DK5740 per la Media Tensione)