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Inverter - rendimento con corrente bassa

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  • Inverter - rendimento con corrente bassa

    Sto analizzando il funzionamento di un inverter da 20 kW massimi, collegato a un impianto da circa 16 kW (39 pannelli da 410W, due stringhe).

    Ho notato che al mattino l'inverter "parte" alle prime luci, MA la sua effettiva produzione di energia (potenza in uscita) rimane pressoché nulla fino a quando la corrente in arrivo dai pannelli non supera la soglia di 1A. Cosa che avviene molto rapidamente nelle belle giornate estive, ma può accadere assai più tardi d'inverno e, più in generale, quando il cielo non è sereno.

    Esempio numerico:
    verso le ore 9, dopo quasi due ore dalla partenza dell'inverter, con cielo parzialmente coperto, i dati mostrati sul display dicono che la tensione in uscita dai pannelli è di circa 700 Volt e la corrente è pari a 0.8 Ampere. Il che, se non ricordo male, dovrebbe corrispondere a circa 560 Watt (700 x 0.8); la potenza in uscita dai pannelli sarebbe quindi, teoricamente, pari 1120W (560 x 2). Anche tenendo conto del rendimento dell'inverter, che ovviamente non può essere del 100%, credo sarebbe lecito aspettarsi almeno 800-900W in uscita.
    Invece l'inverter, sempre sul suo display, dichiara una potenza in uscita di 30-50W o anche meno, vale a dire almeno 15-20 volte inferiore (valore confermato anche dal contatore a valle).
    Praticamente è come se l'impianto neanche esistesse.

    Poi, quando la corrente supera la soglia di 1A, l'inverter sembra... svegliarsi e, pur mantenendosi sempre molto al di sotto dei valori teorici, comincia a produrre qualcosa, per poi iniziare a lavorare "normalmente" solo quando la corrente arriva ad almeno 5 o 6A. Non appena la corrente cala di nuovo, perché arriva la sera o perché arrivano le nuvole, il rendimento torna a calare; e puntualmente crolla ogniqualvolta la corrente scende sotto 1A.
    La tensione in uscita dai pannelli, invece, si mantiene molto più costante.

    Ovviamente tutto ciò comporta un sistematico spreco di energia, corrispondente a tutte le ore (e le giornate) in cui la corrente è bassa. E questo, oltre ad essere assai contrario agli scopi ecologici dell'intera faccenda, penalizza drasticamente le intenzioni di chi sceglie un impianto generosamente dimensionato pensando in tal modo di disporre sempre, di giorno, di una certa quantità di energia, anche d'inverno o quando il tempo non è bello.

    Essendo rimasto assai sorpreso da tutto ciò, vorrei chiedere ai frequentatori del forum qualche opinione in merito.
    • Questo tipo di comportamento è da considerarsi normale?
    • Deriva da qualche malfunzionamento riparabile?
    • Si può risolvere con una opportuna configurazione dei parametri di funzionamento?
    • Infine, l'ipotesi più... triste: è forse sintomo di scarsa qualità dell'inverter (marca scadente)?
      E in tal caso, esistono inverter capaci di “spremere” a dovere i pannelli, trasmettendo a valle tutta (o quasi) l'energia che ricevono?

    Ringrazio fin d'ora per qualsiasi contributo.

  • #2
    Non dovresti farne una questione ecologica, è solo un fatto tecnico :-)

    Quando un pannello è illuminato dalla luce, si accende ed ai suoi capi si può misurare una differenza di potenziale, che nel tuo modello di moduli fotovoltaico è di circa 35 votls. Hai 19/20 moduli per stringa quindi, ai capi della serie hai 35x20 = 700 Vdc.

    La corrente invece dipende dall'intensità della luce. Al mattino l'intensità della radiazione è bassa, quindi esce poca corrente, meno di 1 A è normale, siamo in inverno il sole è basso, la radiazione è tangene al pannello quando l'ideale è che sia perpendicolare.

    Ora veniamo alla conversione in corrente alternata dell'inverter. Semplificando, tutti gli inverter, come altri dispositivi elettronici, hanno una curva di rendimento caratteristica che esprime il rendimento in funzione della tensione e della corrente.
    In generale, esprimono la loro massima efficienza, 97%-98% quando la tensione è all'interno di un certo intervallo e la corrente è sopra una certa quantità, e se questa curva per la tensione è abbastanza piatta per un intervallo di valori abbastanza ampio, non lo è per la corrente.
    In generale un inverter da 20kW lavora bene quando rende da 4-5 kW in su, ossia oltre il 20% della sua capacità di conversione, sotto questo valore può avere rendimenti davvero bassi.

    Quello che ho notato nella tua descrizione è che hai utilizzato un inverter da 20 kW con solo 16 kWp di fotovoltaico, in genere si fà il contrario, e si preferisce che il campo fotovoltaico abbia una potenza di generazione di circa il 20% maggiore dell'inverter.
    Non conosco l'inclinazione dei moduli, ma un inverter da 15 kW, e probabilmente anche uno da 12 kW, oppure due da 7,5/8 kW si sarebbero comportati, perché il loro rendimento sarebbe già buono da 2-3 kW.
    Forse avresti speso anche meno.
    Riguardo al dimensionamento dell'impianto dovresti parlarne con il tuo progettista, o meglio ancora non con il venditore

    E` anche vero che dieci anni fa, si progettavano gli impianti con l'inverter sovradimensionato per paura che si affaticasse... Ora su diversi tool di progettazione il rapporto DC/AC è impostato di default a 1,20 e la molti inverter odierni accettano kWp che sono da 1,5 a 2 i kW.


    FV: 5,94Kwp - Azimuth 18° SW, Tilt 17° - 22 QCELLS G2 PRO 270W, PowerOne 6.0 OUTD-IT - PVOUTPUT
    4 Clima PdC: A+++/A++ SEER 7,2-8.5/4.6-4.7 (13.5kW/16.4 kW)

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    • #3
      Ringrazio per la chiara ed esauriente spiegazione.
      Non è che io ne faccia principalmente una questione ecologica; dico solo che anche dal punto di vista ecologico, oltre che da altri (meno nobili), è sempre spiacevole l'idea che l'energia, una volta... catturata, venga buttata. :]

      Per quanto riguarda la scelta del rapporto tra potenza dei pannelli e potenza massima dell'inverter anch'io a suo tempo sono rimasto un po' sorpreso, ma ho pensato che evidentemente il progettista/venditore/installatore, vantando molti anni di esperienza e un'ottima reputazione, ne sapesse più di me. E allora ho voluto fidarmi delle sue valutazioni e proposte; e a quanto pare ho sbagliato e avrei dovuto essere più... presuntuoso ed esigente, anche perché ho la sensazione che la marca dell'inverter, che non menziono per abitudine, non sia affatto delle migliori.

      Ormai però il latte è versato e non credo proprio che possa essere concretamente conveniente (nobili ideali a parte) disfarsi di questo inverter quasi nuovo per comprarne un altro di potenza inferiore.

      Girando per i menu dell'apparecchio ho trovato una funzione "MPPT shadow" che forse, abilitata, potrebbe migliorare un pochino la produzione in condizioni di scarsa intensità luminosa; ma ho già capito che si tratterebbe comunque di poca cosa.

      Concludo chiedendo, forse per speranza di parziale consolazione: a quanto ammonta approssimativamente, a tuo parere, la perdita percentuale di energia dovuta all'infelice dimensionamento dell'inverter?

      Saluti e grazie ancora.
      E anche, vista la data, auguri di buone feste.

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      • #4
        ciao, bisorebbe sapere la marca e il modello dell' inverter per verificare il rendimanto e i valori di start-up degli mppt. idem per le eventuali funzioni attivabili o meno...

        per la perdita, basta che verifichi a che ora vedi il sole che comincia a far salire di potenza i pannelli e poi controlli l' ora effettiva a cui invece l' inverter comincia a produrre. e dipende da come è esposto l'impianto, vale anche al tramonto....dopo di che si conta la potenza "persa"

        auguri di buone feste anche a te

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        • #5
          Originariamente inviato da Armando Visualizza il messaggio
          ...

          ...

          Concludo chiedendo, forse per speranza di parziale consolazione: a quanto ammonta approssimativamente, a tuo parere, la perdita percentuale di energia dovuta all'infelice dimensionamento dell'inverter?

          Saluti e grazie ancora.
          E anche, vista la data, auguri di buone feste.
          .... cerca fra i menu di setup (loggati come admin) dovrebbe esserci anche qualcosa sulla tensione minima e massima di lavoro degli mppt. In caso prova ad abbassarla al limite piu' basso possibile, e verifica nei gg successivi se migliora qualcosa.

          In assenza di ombre non attivare la shadow (si possono settare anche gli intervalli di verifica ...) in quanto controproducente, poi, nelle ore di pieno sole.

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