Che cos’è un inverter e come funziona questa tecnologia?

Un impianto fotovoltaico è composto da vari componenti, ognuno dei quali svolge una funzione specifica. Tra gli elementi più importanti insieme ai pannelli fotovoltaici c’è l’inverter, un dispositivo essenziale in quanto consente di utilizzare l’energia elettrica prodotta dall’impianto per l’autoconsumo e la cessione alla rete.

Senza questo componente non sarebbe possibile sfruttare l’elettricità generata dai moduli solari fotovoltaici, inoltre da esso dipendono l’efficienza e il corretto funzionamento dell’impianto. Vediamo nel dettaglio qual è la funzione di un inverter, cos’è esattamente questo dispositivo e quali vantaggi offre nell’ambito della green technology.

L’inverter serve per trasformare la corrente elettrica continua (DC, Direct Current) prodotta dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata (AC, Alternating Current). Nel primo caso il flusso degli elettroni è costante, nel secondo invece oscilla e inverte la direzione con una certa frequenza, ottenendo una corrente AC a 230 volt e 50 Hz.

Poiché nelle abitazioni l’impianto elettrico è predisposto per la corrente alternata, in modo analogo all’energia elettrica fornita dalla rete esterna alle utenze domestiche, è necessario effettuare questa conversione prima di poter usare l’energia elettrica prodotta dai moduli fotovoltaici. Questo interessa sia l’autoconsumo, quindi l’utilizzo diretto dell’energia elettrica generata dal fotovoltaico per il fabbisogno energetico, sia la cessione dell’energia eccedente alla rete tramite lo scambio sul posto.

Questa è solo una delle numerose funzioni di un inverter fotovoltaico. Questo componente serve anche per altre finalità, tra cui:

• proteggere l’impianto da sovratensioni e cortocircuiti;
• monitorare il corretto funzionamento del sistema;
• regolare la tensione e la frequenza della corrente elettrica;
• ottimizzare il prelievo di energia dai pannelli fotovoltaici;
• rilevare anomalie e guasti all’interno dell’impianto.

Un inverter fotovoltaico è un componente elettronico che serve a correggere alcune caratteristiche della corrente elettrica generata dai pannelli fotovoltaici. Per capire come funziona questo elemento basta analizzare lo scherma dell’inverter, scoprendo che possiede caratteristiche sia degli alternatori sia dei trasformatori.

L’alternatore è una bobina di filo vicino alla quale è presente un magnete con due poli, la cui rotazione produce nella bobina una corrente indotta di tipo alternata. Il trasformatore invece dispone di due bobine, una primaria e l’altra secondaria: se in quella principale scorre corrente continua che cambia rapidamente la sua direzione, in quella secondaria apparirà una corrente elettrica alternata indotta.

Questo meccanismo rappresenta in maniera molto semplice quello che avviene in un inverter fotovoltaico, nel quale viene introdotta elettricità in corrente continua prodotta dai moduli fotovoltaici, che viene poi trasformata in corrente alternata sfruttando proprio questi principi. Ovviamente non esiste un solo tipo di inverter, ma si possono trovare sul mercato diversi modelli.

Le principali tipologie di inverter per il fotovoltaico sono tre:

• inverter di stringa;
• microinverter;
• ottimizzatori di potenza.

L’inverter di stringa è il modello più semplice ed economico, un dispositivo efficiente e affidabile al quale si possono collegare direttamente tutti i pannelli fotovoltaici. Questi dispositivi però non possono ottimizzare il rendimento del singolo modulo, quindi non sono adatti agli impianti dove è necessario gestire ombreggiamenti parziali che interessano appena qualche pannello.

Il microinverter è invece un dispositivo più avanzato, viene installato su ogni modulo fotovoltaico ed evita la necessità di un inverter centrale. In questo caso la conversione da corrente continua a corrente alternata viene effettuata subito su ogni pannello, una caratteristica che rende possibile monitorare l’efficienza di ogni modulo in modo accurato.

Un ottimizzatore di potenza è simile a un microinverter ma risulta più economico ed è una via di mezzo tra un inverter di stringa e un microinverter. Anche in questo caso vengono installati su ogni pannello, ma a differenza dei microinverter non trasformano subito la corrente DC in AC, ma inviano la corrente continua a un inverter di stringa centrale che effettua la conversione di tutta la corrente DC in corrente alternata.

Oltre a questi modelli è possibile distinguere anche gli inverter monofase, progettati per funzionare negli impianti fotovoltaici fino a 6 kW di potenza. Gli inverter trifase, invece, sono rivolti al fotovoltaico di potenza superiore a 6 kW e alle installazioni commerciali e industriali, in quanto convertono la corrente continua in una corrente alternata a tre fasi usata nelle utenze ad alta potenza impegnata.

Bisogna considerare anche l’inverter ibrido, utilizzato negli impianti fotovoltaici con accumulo, ovvero dotati di batterie per l’immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta dai pannelli e non utilizzata sul momento. Gli inverter ibridi consentono sia di convertire la corrente continua in corrente alternata, sia di caricare e scaricare il sistema di accumulo in modo efficiente e preservando l’integrità delle batterie fotovoltaiche.

L’inverter può essere alimentato a corrente o a batteria, a seconda del modello e del tipo di tecnologia adottata. Di fatto è un componente elettrico ed elettronico, racchiuso all’interno di un apposito involucro che protegge i circuiti interni ed evita rischi per la sicurezza e manomissioni. Il case permette di installare l’inverter anche all’esterno, ma in genere viene sistemato in un locale interno e un luogo riparato dagli sbalzi termici e dalle intemperie.

Il tipo di inverter adatto per un impianto fotovoltaico viene sempre indicato dai progettisti, per garantire i massimi standard in termini di rendimento, sicurezza e compatibilità. Bisogna valutare anche le funzioni di cui si desidera usufruire, con la possibilità di avere a disposizione funzionalità avanzate grazie agli smart inverter, come il controllo remoto dell’impianto e il monitoraggio a distanza dei moduli fotovoltaici.

Questo componente ha un costo che pesa per circa il 10% del prezzo totale dell’impianto fotovoltaico, ed è perfettamente calibrato in base alla potenza del sistema. In genere, per impianti domestici e utenze con un contatore monofase si utilizza un inverter da 3-6 kW monofase, mentre per utenze trifase e impianti fotovoltaici commerciali si ricorre a inverter trifase da 6-20 kW.

La durata di questo componente è in media di 10 anni, dopodiché deve essere sostituito con un nuovo inverter durante gli interventi di manutenzione dell’impianto, tuttavia i sistemi più all’avanguardia possono durare anche 12-13 anni. Ad ogni modo, un inverter fotovoltaico vanta un livello di efficienza di oltre il 90%, superando spesso il 98% nei modelli più moderni, con una garanzia del produttore che può andare da 5 a 10 anni.

Se desideri maggiori informazioni sull’inverter fotovoltaico, oppure vuoi installare un impianto fotovoltaico, puoi contattare NWG Italia e richiedere un preventivo su misura. I nostri esperti saranno lieti di fornirti tutte le informazioni di cui hai bisogno e illustrarti le possibilità disponibili legate all’energia solare fotovoltaica.