Un microinverter si riferisce in genere agli inverter utilizzati nei sistemi di energia solare con una potenza nominale di 2000 watt o inferiore e con capacità MPPT a livello di modulo, ufficialmente chiamati microinverter solari collegati alla rete. Il termine "micro" lo distingue dai tradizionali inverter centralizzati. I sistemi di energia solare tradizionali funzionano collegando tutti i pannelli solari in serie o in parallelo per combinare la corrente continua (CC) generata dalla luce solare, quindi utilizzando un inverter centrale per convertire questa corrente continua in corrente alternata per la rete. Al contrario, un microinverter converte l'energia per ciascun pannello separatamente. I principali vantaggi sono la possibilità di avere un controllo MPPT separato per ciascun pannello, che aumenta l'efficienza complessiva del sistema, oltre a evitare problemi comuni con gli inverter centralizzati come l'elevata tensione continua, le scarse prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione e il cosiddetto "effetto secchio" (in cui le prestazioni del sistema sono limitate dal pannello più debole).
Ingresso CC : La corrente continua (CC) generata dai pannelli fotovoltaici viene trasmessa tramite cavi al microinverter.
Inseguimento del punto di massima potenza (MPPT) : Un microinverter contiene un meccanismo MPPT che monitora la tensione e la corrente di uscita del pannello fotovoltaico per garantire la massima estrazione di potenza.
Inversione : Il microinverter regola dinamicamente la tensione e la frequenza di uscita convertendo l'alimentazione CC in CA per soddisfare i requisiti standard della rete (ad esempio, 230 V/50 Hz in Europa, 120 V/60 Hz negli Stati Uniti).
Sincronizzazione e connessione alla rete : Il microinverter garantisce che l'energia CA generata sia sincronizzata con la rete e si spegne automaticamente in caso di instabilità o interruzioni della rete per motivi di sicurezza.
Categorie, definizioni e descrizioni, casi d'uso, vantaggi e svantaggi degli inverter centrali, degli inverter di stringa, degli inverter ibridi e dei sistemi di microinverter.
| Classificazione | Definizione | Scenari applicativi | Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|---|---|---|
| Inverter fotovoltaico centralizzato | La tecnologia centralizzata collega più pannelli fotovoltaici a un bus CC, che a sua volta alimenta un unico inverter di grandi dimensioni. È adatta principalmente a situazioni come parchi solari su larga scala, con capacità unitarie in genere superiori a 10 kW. | Applicabile a sistemi fotovoltaici (FV) su larga scala, come parchi solari su larga scala e tetti di edifici con ampio spazio. | 1. Sono necessari meno inverter: design più semplice, costi inferiori. 2. Elevata efficienza di conversione grazie all'MPPT su larga scala. 3. Elevata affidabilità del sistema e bassi costi operativi. |
1. Tensione lato CC più elevata, requisiti rigorosi per l'abbinamento delle stringhe fotovoltaiche. 2. Inefficacia nell'ombreggiatura parziale a causa della limitata capacità specifica della stringa. 3. I costi di manutenzione aumentano in caso di guasto dell'inverter, poiché l'intero sistema potrebbe bloccarsi temporaneamente. |
| Inverter fotovoltaico a stringa | Gli inverter di stringa si collegano in modo indipendente a una singola stringa fotovoltaica. Ogni stringa è dotata di un'unità MPPT (Maximum Power Point Tracking), che migliora l'affidabilità del sistema e la produzione di energia a livello di stringa. | Adatto per sistemi fotovoltaici distribuiti, compresi impianti residenziali e piccoli impianti commerciali su tetto. | 1. Efficace contro gli effetti di ombreggiamento parziale e migliora l'efficienza energetica. 2. Maggiore flessibilità nell'espansione del sistema e adattabilità a diverse installazioni. |
1. Investimento iniziale più elevato rispetto agli inverter centralizzati più grandi. 2. Un numero maggiore di componenti aumenta la complessità della manutenzione. 3. Le interferenze elettromagnetiche (EMI) provenienti da dispositivi vicini potrebbero comprometterne il funzionamento. |
| Inverter fotovoltaico distribuito | Combina i vantaggi degli inverter centralizzati e di quelli di stringa. Più unità operano in modo indipendente ma si coordinano tra i sistemi, ideale per installazioni ibride o progetti di medie dimensioni. | Può essere utilizzato per progetti combinati in cui i sistemi decentralizzati sono vantaggiosi ma la gestione centralizzata apporta comunque dei vantaggi. | 1. Mantiene un equilibrio tra adattabilità centralizzata ed efficienza decentralizzata. 2. Semplice configurazione dei cavi e scalabilità del sistema. 3. Facile isolamento dei guasti e condivisione del carico in uscita. |
1. Gestire una comunicazione coordinata tra le unità è complicato e richiede un uso intensivo della tecnologia. 2. Le soglie di tolleranza ai guasti dipendono da sistemi di monitoraggio efficienti. 3. L'installazione comporta costi iniziali più elevati di capitale/progetto prima del ritorno sull'investimento. |
| Microinverter | Ogni modulo fotovoltaico è collegato al suo piccolo inverter, che ottimizza l'energia direttamente a livello di modulo, garantendo la massima resa in diverse condizioni ambientali. | Le applicazioni generali includono tetti più piccoli o luoghi con schemi di ombreggiatura più complessi, orientamenti dei moduli non corrispondenti o esigenze di installazione modulare. | 1. L'installazione modulare garantisce la massima produzione di energia per modulo. 2. Elimina gli effetti di discrepanza nell'ombreggiatura, adatto per installazioni complesse e di piccole dimensioni. 3. Semplifica il monitoraggio e la diagnosi dei guasti. |
1. Costo elevato per watt rispetto ad altri tipi di inverter. 2. Difficoltà nel monitoraggio centralizzato delle prestazioni per sistemi più ampi. 3. Potrebbe non essere conveniente per installazioni di grandi dimensioni in cui i sistemi centralizzati garantiscono economie di scala. |
Un confronto tra diversi approcci tecnologici degli inverter
Negli ultimi anni, con l'espansione dei sistemi fotovoltaici distribuiti, le spedizioni globali di microinverter sono cresciute notevolmente, passando da 1,18 GW nel 2018 a 2,28 GW nel 2020, raggiungendo un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 39,12%. Le stime preliminari indicano che le spedizioni hanno superato i 4 GW entro il 2023 .
Hoymiles Technology Co., Ltd.: Fondata a Hangzhou nel 2012, Hoymiles è specializzata nello sviluppo, nella produzione e nella vendita di inverter fotovoltaici e di altre apparecchiature di conversione elettrica ampiamente utilizzate nei sistemi fotovoltaici distribuiti a livello globale.
Secondo i dati di S&P Global Commodity Insights, Hoymiles si è classificata al secondo posto a livello mondiale per spedizioni annuali di microinverter dal 2021 al 2023.
Solo tra il 2019 e la fine del 2023, Hoymiles ha spedito oltre 3,12 milioni di unità in più di 180 paesi/regioni, a testimonianza del riconoscimento internazionale della qualità dei suoi prodotti.
CNCOB: Fondata nel 2011, Growatt è un'azienda di energie rinnovabili focalizzata sulla ricerca, lo sviluppo e la produzione di inverter solari connessi alla rete, off-grid e con accumulo di energia, nonché di soluzioni intelligenti per la gestione dell'energia per i consumatori. Gli inverter solari connessi alla rete di Growatt offrono potenze che vanno da 400 W a 10 kW, mentre gli inverter off-grid e con accumulo di energia offrono potenze che vanno da 0,4 kW a 30 kW. Questi prodotti sono progettati per uso residenziale e commerciale, iniziative di riduzione della povertà alimentate a energia solare, parchi solari a terra su larga scala e una varietà di applicazioni di sistemi di accumulo di energia.
APsystems Inc.: Fondata nel 2010 con un focus su MLPE (Module-Level Power Electronics), APsystems ha sviluppato prodotti MLPE competitivi, tra cui microinverter e dispositivi di spegnimento rapido, volti a consentire soluzioni "FV + storage" complete in tutto il mondo.
L'azienda gestisce filiali a livello internazionale in mercati importanti come Australia e Francia; ad oggi ha installato oltre 380.000 sistemi operativi in più di 130 paesi in tutto il mondo.
Tecnologia DEYE: Con sede nei pressi della città di Ningbo, DEYE integra ricerca e sviluppo con progettazione, produzione, vendita e assistenza per fornire soluzioni di energia rinnovabile attraverso quattro pilastri aziendali principali, tra cui soluzioni solari ibride con accumulo. Dalla sua quotazione alla Borsa di Shanghai nell'aprile 2021, DEYE si è affermata come attore leader nel settore degli inverter solari.
Energia TSUN: Basandosi sui principi ingegneristici tedeschi che enfatizzano standard di affidabilità superiori, TSUN Energy si concentra sulla produzione di microinverter di alta qualità, noti per la loro durata e la soddisfazione del cliente. L'azienda continua a superare i limiti del settore come marchio di primo livello attraverso innovazioni mirate ad applicazioni sicure e scalabili orientate al consumatore.
Sviluppi recenti che stimolano la crescita nei contesti dell'energia verde:
In risposta agli imperativi globali di neutralità carbonica che stanno spingendo l'adozione di energie rinnovabili a ritmi senza precedenti:
Miglioramento delle caratteristiche di sicurezza
I microinverter sono diventati soluzioni di sicurezza indispensabili negli impianti fotovoltaici residenziali, elevando gli standard di sicurezza attraverso approcci progettuali innovativi.
Espansione degli scenari applicativi
La flessibilità dei microinverter consente loro di adattarsi a diversi scenari: dalle tradizionali installazioni sui tetti ai balconi, ai tetti di forma irregolare, alle fermate degli autobus, agli aeroporti, ai corridoi, alle stazioni di servizio e oltre.
Installazione semplificata e manutenzione conveniente
Grazie ai metodi di installazione plug-and-play che riducono i costi di manodopera e l'investimento di tempo, insieme a design durevoli che prolungano la durata fino a 25 anni, riducendo al minimo le esigenze di manutenzione nel tempo, i microinverter offrono una praticità senza pari per gli installatori.
Tendenze nell'adozione familiare
La crescente tendenza all'adozione domestica rende i microinverter sempre più accessibili, poiché portano energia verde nelle case attraverso configurazioni plug-and-play facili da usare a costi accessibili, facilmente reperibili sia online che offline, e le piattaforme di vendita al dettaglio hanno adottato a livello globale la democratizzazione delle scelte eco-consapevoli!
