Esperimenti sul rapporto di dimensionamento


Vipsolar fotovoltaico

rob_nosfe

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Vorrei raccontarvi di un esperimento sul rapporto di dimensionamento che ho fatto questa settimana.

Tutto è partito circa un anno fa, quando SMA lanciò sul mercato il Sunny Boy 2.5, che ha stravolto l'approccio del produttore tedesco, storicamente poco aggressivo sul pricing (traduzione: SMA in genere costa un botto, questo invece te lo tirano dietro).
Per chi non lo conosce, è un inverter microscopico, leggerissimo e molto efficiente (penso usi il carburo di silicio come gli StecaGrid, ma non ne sono sicuro).
Certo, il giocattolo è fico, ma io non ho mai osato proporlo su impianti da 3 kWp, che sono di gran lunga la taglia più venduta, nonostante le insistenze dei fornitori.
Figuratevi! Un 2500 su un 3 kWp? Sia mai!

La settimana scorsa però, chiacchierando con colleghi esteri via Internet sono un po' caduti dalle nuvole quando ho fatto notare che qui in Italia si cerca di non sovraccaricare mai l'inverter.
"Perché? Cos'hai paura, che si rovini?" mi hanno risposto candidi.
Il discorso verteva sulla loro convinzione che se ci sono altri buoni motivi per scegliere un inverter sottodimensionato, ben venga. La Pmax non è statisticamente significativa, soprattutto con macchine dell'era moderna che gestiscono il sovraccarico tramite spostamento dell'MPPT e non tramite dissipazione in calore con conseguente invecchiamento precoce.
Parlando di grafici, un panettone segato in Italia è una bestemmia, all'estero evidentemente no.

Ora, io ho la fortuna di abitare in una zona collinare al riparo dalla nebbia, con tetto perfettamente a sud, senza ombre e battuto da un vento della madonna. Ed ho un impianto in integrazione parziale con inverter sovradimensionato che non taglia mai.
E ho 3 diversi sistemi di monitoraggio installati contemporaneamente da più anni.
E so usare Excel.
E sono curioso.

L'ultimo anno ho prodotto 1300 kWh/kWp, quindi mi pareva un buon anno per farci statistiche sopra, allora ho preso il dato in CA aggiornato ogni 15 secondi, l'ho rettificato sulla base della lettura cumulativa del contatore ENEL (facciamo finta che abbia ragione lui) e ho ridotto i dati a una lettura al minuto mediante semplice media matematica.
So bene che in questo modo i "cloud edge" sono parzialmente segati, ma la mole di dati era veramente eccessiva, e in un anno le giornate col cielo a pecorelle non sono davvero statisticamente significative. Comunque un campione al minuto per un anno è molto più granulare di tante statistiche farlocche che vedo fare in giro.
Ho poi diviso tutto in 12 gruppi mensili, ho eliminato le letture notturne a zero e ordinato tutto in modo decrescente in un bell'Excel gigante con 12 fogli.

Tramite un po' di formulette mi sono poi riportato al dato generico.
In questo modo posso simulare qualsiasi inverter su qualsiasi impianto e vedere cosa sarebbe cambiato nell'annata 2015/2016 all'esposizione "ideale" rappresentata da casa mia.

Le semplificazioni sono diverse, oltre alla già citata media sul minuto la più grande riguarda l'efficienza di conversione, che non è necessariamente il rendimento europeo, perché per fornire questo dato ai produttori è lasciata libertà di scelta della tensione in CC.
Tutti scelgono ovviamente la migliore, ma poi la tensione di funzionamento del vostro sistema magari si discosta di molto da quel valore.
Se qualcuno non lo sa, la tensione a cui è calcolato il rendimento europeo viene solitamente indicata con "Tensione nominale di ingresso". Più vi allontanate da quel valore, più la curva di efficienza si "sputt@na".
Il valore da inserire nell'Excel è concettualmente uguale a quello che il configuratore SolarMax chiamava "efficienza dinamica", però nel mio caso è fissa per tutti i giorni dell'anno, perché altrimenti era un casino da gestire, anche perché non tutti i produttori di inverter ti dicono come varia la curva di rendimento al variare della tensione in ingresso.

Ora, proviamo a schiaffare dentro i dati di un generico 3 kWp con 2 inverter a confronto, ad esempio il vendutissimo ABB UNO-3.0 e il piccoletto SMA di cui parlavo prima. E' interessante anche perché hanno un costo quasi uguale, però una macchina taglia a 3300W, l'altra a 2500W.
La tensione nominale di ingresso di entrambe è 360V, coerente con quello che arriva da una stringa di 11 o 12 moduli con celle da 6 pollici, quindi direi di considerare per entrambe un'efficienza pari al rendimento europeo dichiarato.

Non senza perplessità mi sono reso conto che quello zero-virgola-niente di efficienza in più dell'SMA spalmato su tutto l'anno asfalta in partenza l'energia persa per sovraccarico.
Perfino maggio, il mese con più picchi, si chiude con un bilancio a favore di SMA.
Variando la potenza dell'impianto, vedo che il pareggio tra il guadagno di efficienza e la perdita di picco avviene a 3250 Wp, ma quanti di voi avrebbero il coraggio di proporre a un cliente un inverter da 2500 W su un impianto da 3250 Wp?!? A me un sovraccarico del 130% pare un'eresia, eppure di fronte a questi dati l'ipotesi non sembrerebbe poi così blasfema.

E ricordate: il dato di partenza è di 1300 kWh/kWp con un impianto a sud senza ombre raffreddato magnificamente. Condizioni che sui tetti dei miei clienti non vedo verificarsi mai tutte assieme.

Volete giocare anche voi col mio Excel?
L'ho pubblicato su Google Fogli ma dovete aver pazienza, perché la mole di dati è tanta e ogni modifica richiede il ricalcolo di circa 500.000 celle.
Con la connessione dati di casa mia parliamo di 24 secondi per ricalcolare l'intero anno solare.
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1DKqqz74gAlmyTIbUmEzcDg3FZkTJf3gT8bfCuY63FlM/edit?usp=sharing

Note di chiusura: non sono un fanboy SMA, né un detrattore di ABB. Avrei potuto usare altri 10 inverter per spiegare il medesimo approccio.
 

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Grazie della trasposizione dei dati , interessante ....
colgo però l'occasione , per mettere due screenshot dei miei due impianti fatti proprio oggi (non sapevo se aprire una discussione o allacciarmi a una vecchia dove si parlava di picchi) ricordo che ho un 2,990kw PO 3.0 ONO 17° 2010 e un 19,780kw con due danfoss TLX 10K S-12° 28° 2011 , volevo far vedere come stanno ancora raggiungendo il picco di rispettivamente 3300 e 10300 ciascuno i 10K dopo 6 e 5 anni e che corrente CC raggiungono i pannelli con cielo a sprazzi nuvolosoVisualizza allegato 54770Visualizza allegato 54769
Io rimango contento di poter vedere che i miei Eurener (che non sono pannelli secondo qualcuno che parla solo di sunpovverre) raggungono ancora correnti CC di quasi 10A contro i 7,6A nominali....

scusate per le due immagini si sono posizionate a mezzo e non mi riesce spostarle,
 
Mmm...
Ora che me lo fai notare nell'ultimo anno i miei moduli hanno fatto più della loro potenza nominale per 3 ore e 41 minuti, che non sono proprio poche soprattutto dopo 7 anni senza averli mai lavati.
In maggio e giugno sono addirittura presenti 2 misure in cui l'inverter ha saturato in AC: a conti fatti parliamo di 4166 W in DC con 3800 Wp di moduli.
Non si tratta di falsi picchi, ma di potenze medie sul minuto sottocampionate di 4 volte rispetto al dato grezzo.
E' un caso abbastanza fortunato che io abbia un inverter sovradimensionato, che mi permette quindi di avere informazioni precise su questi casi limite.
 
Dalle correnti che vedo sul mio siamo al 25-30% oltre la nominale per le correnti CC appunto (ma in altra discussione se ne era accorto anche gigisolar ,mi sembra) un inverter sovradimensionato per la potenza nominale , risulta sottodimensionato per la potenza che può dare nei picchi... nei danfoss che hanno solamente il 3% di max in più vado qlc decina di ore /anno in derating potenza, mi piacerebbe tanto vedere un PO 4,2 sul mio impianto che picchi potrebbe raggiungere di potenza...
anche se come dici giustamente te per la produttività , meglio avere 1% di rendimento medio in più....
 
Un altro campo di utilizzo del foglione Excel è vedere se un inverter più costoso è giustificato rispetto ad uno più economico.

Ad esempio su un impianto da 4 kWp vogliamo scegliere tra un inverter da 3700 W e suo fratello maggiore da 4200 W, stessa efficienza.
Il secondo in teoria sarebbe preferibile, ma costa 70 euro in più: grazie ai picchi "salvati" mi ripago la differenza di prezzo, giusto?
Sbagliato: col solo SSP il break-even tra i due arriva dopo 40 anni, e anche con la detrazione fiscale non si arriva sotto i 20.
 
Grazie Nosferatu, dato molto ma molto interessante!
e conferma le mie convinzioni:
meglio un inverter + efficiente che uno + grande
e che su inverter da 6kwp si arriva tranquilli anche a 7kwp di pannelli con perdite irrisorie...ma con la possibilità di restare in monofase e avere comunque il 15% di produzione in + all'anno ad un costo minimo...
 
Adesso che si può fare , quando c'era il CE non si poteva e direi giustamente , altrimenti si metteva un inverter da 3 (con il limite del prezzo incentivo a scaglioni sulla potenza) e il nr. di pannelli che si voleva?!
 
sì come dice junp oggi c'è un bel margine di manovra e con il vantaggio di rimanere in monofase
 
Questa settimana ho avuto un altro slancio creativo e ho riciclato la stessa banca dati per creare un calcolatore di stato di carica per sistemi di accumulo.

Però "Mola Mola", il foglione Excel per calcolare quanto tagliano gli inverter, aveva 500 mila celle ed eravamo già ai limiti di Google Spreadsheet.
"Project Halibut", questa nuova diavoleria, ne ha più di 5 milioni e anche con Excel a 64 bit ci vogliono 16 secondi con 8 CPU al 100% per ricalcolare un anno.
E siccome ogni singolo punto di ogni singola curva di ogni singolo grafico arriva da un completo ricalcolo annuo, stavolta non ci sono speranze di condividerlo; dovete un po' fidarvi!

L'ho pubblicato in una discussione a parte per non mescolare le tematiche: https://www.energeticambiente.it/te...91-esperimenti-sulla-pmax-degli-accumuli.html
Dateci un'occhiata se vi può interessare.
 
potrebbe essere un rischio installare un inverter di potenza inf al 25 % di quella dei pannelli .
nel mio primo impianto d a 49.4 kwp kyocera , l'instalaltore anche su suggerimento del costruttore mis e un inverter da 40 kw , tutto bene fino a quando ci fu una settimana ventosa cielo terso , pannelli sud poieno a 44 ° tilt nei primi giorni di marzo , la potenza viaggio pe r ore a 56 - 57 kw al povero inverter gli si fumò il condensatore , me lo cambiarono con un 50 kw , ma la media in 9 anni mi segna una potenza di 21.7 kw /h , per cui come diaffermi tu l' efficienza va a farsi benedire
mentre e or a mi mangoio le mani perch e nel secondo impianto d a 94.08 kw isofoton l'instalaltore voleva metternmi due d a 40 kw, ma io volli due d a 50 , sta di fatto che aveva ragione lui anche perchè orientamento est ovest , tilt 5 ° i pannelli del c..o, al max la potenza arriva con picchi delll'80% .qui l'efficienza non la salva nemmeno se va a Lourdes .
ciao cmq moooolto interessanti i toi dati , mi sembrano pochi i gg in qui riusciresti esci ad accumulare , anchio sono tre anni che registro giornalmente , i gg validi sono 289 nel 2013 , 275 nel 2014 - 285 nel 2015, per il 2016 siamo a 101 su 163 .( intendo che si potrebbe caricare almeno l'80% delle batterie )
 
Alby, ci ho messo un bel po' a decifrare il tuo messaggio, non capisco se scrivi senza controllare gli errori o se hai problemi sulla tastiera.

nel mio primo impianto d a 49.4 kwp kyocera , l'instalaltore anche su suggerimento del costruttore mis e un inverter da 40 kw
Ho dato un'occhiata al tuo impianto da 49, e monti un SIAC Soleil del 2006. Questa macchina non gestisce il sovraccarico mediante spostamento del punto di MPP, e questa è una condizione sine qua non, l'ho scritto nel primo messaggio.
In un inverter moderno l'MPPT cicla migliaia di volte al secondo, se tensioni e correnti sono in range non hai proprio speranza di far danno anche caricandolo al 130%.

mi sembrano pochi i gg in qui riusciresti esci ad accumulare
Se vuoi approfondire scrivi nell'altra discussione, qui è fuori posto.
 
Come al solito le idee sul forum circolano facilmente e spesso sono le stesse per diversi utenti !!!

Sto comprando diverso materiale per fare un impianto fotovoltaico di 3-5 kw per uso domestico nel tentativo di rimanere sotto i 1000 euro /kwp.

Per ottimizzare il tutto ho dovuto scendere a dei compromessi......, ed uno di questi era quello di utilizzare un inverter di 3kwp con 4 - 4,5 kw di pannelli.

Il mio ragionamento era di pura deduzione "tecnica", senza ascoltare i vari venditori/amici ed installatori che per ovvi motivi mi sconsigliano questo approccio .... e del resto tecnicamente e dal punto di vista commerciale li capisco!, ovvero mi sono semplicemente letto i manuali di installazione della sma: in germania esistono impianti a zero immissione, cioè l' inverter deve poter immettere zero in rete e produrre solo quanto autoconsumato, chiaramente immagino in certi periodi o momenti, e questo è reso possibile da una scheda di controllo da installare nell' inverter o tramite il semplice home manager via bluetooth !

E' chiaro che l' inverter è provvisto di tecnologia appositamente studiata per generare quanto serve indipendentemente dalla potenza disponibile sulle linee CC.

Ne ho dedotto che se collego un 30-35% in piu' di pannelli rispetto alla potenza nominale, nulla cambia sulla bontà del funzionamento dell' inverter, se non, come dimostrato sopra da Nosferatu per alcuni piccoli tagli di qualche picco di qualche giorno di qualche mese!!!!

Sma ha un buon configuratore/simulatore online quando si sottodimensiona l' inverter ricalcola i kwh prodotti nell' anno da quel manto fotovoltaico e devo dire che le differenza sono molto basse.

Si riesce a fare molto molto peggio, ad esempio, impostando le stringhe molto corte, con voltaggi CC al limite del possibile, ovvero si perde molto quando l' inverter non lavora con valori ottimali in ingresso, cioè quando le rese di conversione sono un po' piu basse: ovvio il taglio dei picchi per sottodimensionamento sono limitatissimi nel tempo mentre le perdite di resa sono praticamente fisse durante tutta la produzione.....

In conclusione credo che , come per sma (forse lo stesso anche per solaredge ed altri) il sovradimensionamento della potenza del manto fotovoltaico non sia un vero problema per molti inverter moderni, anzi esiste la possibilità di ottenere un migliore funzionamento dato che l' inverter funzionerà per piu' ore/anno in una fascia di potenza ottimale per la resa.
 
Ultima modifica:
Sì lo ritengo un ottimo approccio per abbassare leggermente il costo per kwp, perquanto riguarda i solaredge il range di ingresso lato cc è già ampio
 
Sto comprando diverso materiale per fare un impianto fotovoltaico di 3-5 kw per uso domestico nel tentativo di rimanere sotto i 1000 euro /kwp. Per ottimizzare il tutto ho dovuto scendere a dei compromessi......, ed uno di questi era quello di utilizzare un inverter di 3kwp con 4 - 4,5 kw di pannelli.
Se posso permettermi, con queste premesse io non mi butterei sullo SMA TL-21 ma sullo StecaGrid 3.6: con 16 moduli in stringa unica spendi meno e hai in mano un inverter SiC, molto più moderno della serie TL-21 che usa ancora gli IGBT.
Come passa il tempo... "usa ancora gli IGBT" suona stranissima come frase!
 
Ti ringrazio per le dritte, ne terro' conto e vediamo cosa riesco a trovare e a che prezzo.

..... comunque uno dei piccoli impianti di un utente del forum piu' performanti in assoluto utilizza un vecchio inverter con trafo e appena 6 pannelli in serie.

In fondo come sempre è il pacchetto completo che conta piu' che l' ultimo ritrovato tecnologico!!
 
Grazie Nosferatu , ho letto di questi SiC anche se tutti articoli in inglese , ma quali inverter li usano ? Ho letto dei Cree (credevo che facessero solo illuminazione a Led) e poi cosa ci sarebbe in Italia ?
 
ho letto di questi SiC anche se tutti articoli in inglese , ma quali inverter li usano ?
Del carburo di silicio ne ho sentito parlare per la prima volta su Photon 4 anni fa circa.
Su YouTube si trovano vari filmati del prototipo da 50 kW fatto da Cree sulle misure esterne del TRIO 27.6, l'hanno fatto non tanto per venderlo ma per spingere il componente (loro vendono quello).
Non sono ferrato in componentistica elettronica, ma a memoria i produttori che hanno dichiarato di farne uso sono Refu, SMA e Steca.
A questi si aggiunge Kostal, che per il mercato monofase rimarchia gli Steca.
SMA nello specifico so che usa il SiC sui Tripower serie TL-30 e (presumo) sui piccoli SB 1.5 e 2.5.

Invece per la questione se sia salutare o meno per un inverter lavorare spesso in saturazione, una buona discriminante è l'adeguatezza all'attuale normativa tedesca, quella che impone il derating percentuale tramite telecontrollo. Come già fatto notare da qualcuno che non ricordo, se un inverter è conforme oggi, significa per forza che ha implementato il derating a livello di MPPT, e quindi che non si invecchia anche se lo stracarichi.
Ovviamente non è una giustificazione a priori, a parità delle altre condizioni è comunque meglio un inverter dimensionato decentemente, ma il fatto è che le altre condizioni non sono praticamente mai uguali, a partire dal prezzo.
 
Forse non sono nella discussione adatta , ma guardando le caratteristiche del Renesola http://www.thaipowertech.com/images/introw_1320224700/Replus.pdf trovo a pagina 12 , un consumo in funzionamento di 45w (non avevo mai visto , ma non sono un progettista) , che vuol dire che lui si prende sempre 45w a qualunque potenza di ingresso e quindi si calcola il rendimento alle varie potenze come rend=P/P+45 ? quindi a 1000w è 95,7% a 2000 97,7%
Stavo valutando l'acquisto di un inverter in sostituzione del mio PVI 3.0 di 6 anni (penso che prima o poi schiatterà) e questo è economicissimo e di caratteristiche leggermente superiori.....
 

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