Introduzione
Negli impianti fotovoltaici (FV) distribuiti, massimizzare l’autoconsumo fotovoltaico, cioè utilizzare l’energia solare sul posto prima di prelevare dalla rete, è essenziale per migliorare l’efficienza energetica e il ritorno economico.
Una domanda frequente è:
Come fa il sistema a utilizzare per i carichi l’energia FV prima di quella prelevata dalla rete?
La risposta dipende dalla strategia di controllo del flusso di potenza degli inverter connessi alla rete e dalla configurazione del sistema.
1. Principio fondamentale del flusso di potenza
Nei sistemi in corrente alternata, il flusso di potenza dipende dalla differenza di tensione e dalla relazione di fase, non da una semplice «regola della direzione della corrente».
La potenza fluisce da un nodo a potenziale più alto a uno a potenziale più basso
L’inverter controlla la corrente di uscita sincronizzandola con la rete
Pertanto, il sistema privilegia naturalmente l’uso locale della potenza FV prima del prelievo dalla rete.
2. Perché l’energia fotovoltaica viene consumata per prima
Gli inverter FV connessi alla rete operano in modalità grid-following, cioè:
Si sincronizzano con tensione e frequenza di rete
Immettere corrente nella rete elettrica locale
Per consentire l’immissione di energia in rete:
L’inverter mantiene una tensione leggermente superiore nel punto di connessione
Si genera così un flusso di potenza dal FV ai carichi e, se presente un’eccedenza, alla rete
Risultato:
Se la produzione FV ≥ il carico → il carico è interamente alimentato dal FV
Se la produzione FV < il carico → la rete copre la differenza
Questo meccanismo consente l’autoconsumo automatico senza sistemi di controllo aggiuntivi
3. Ruolo dell’inverter
I moderni inverter connessi alla rete:
Non impostano autonomamente la tensione del sistema
Seguono invece la forma d’onda della tensione di rete tramite controllo PLL
Immettono nel sistema una corrente controllata
Funzione principale:
Immissione di potenza con controllo della corrente, non alimentazione in tensione
Questo garantisce:
Funzionamento stabile
Integrazione continua con la rete
Uso prioritario dell’energia fotovoltaica
4. Configurazione della misura
Gli impianti fotovoltaici distribuiti comprendono generalmente:
Contatore di produzione → registra la produzione FV
Contatore bidirezionale → registra:
Elettricità prelevata dalla rete
Elettricità immessa in rete
Questa configurazione consente una fatturazione e un monitoraggio dell’energia accurati.
5. Rapporto tra produzione fotovoltaica e carico
Caso 1: potenza FV < fabbisogno dei carichi
L’energia FV viene interamente consumata sul posto
La rete copre il fabbisogno residuo
È la modalità di autoconsumo
Caso 2: potenza FV > fabbisogno dei carichi
L’energia in eccesso viene immessa in rete
È l’immissione dell’energia eccedente in rete
6. Progettazione del punto di connessione alla rete
Per prestazioni ottimali:
Il punto di connessione FV dovrebbe trovarsi sul lato dei carichi, a valle del contatore
La vicinanza ai carichi riduce le perdite di trasmissione
Contribuisce alla stabilità della rete e alla qualità dell’energia
Conclusioni
La priorità data al consumo di energia fotovoltaica non deriva da una commutazione forzata, ma dal controllo del flusso di potenza reso possibile dagli inverter connessi alla rete.
Sincronizzandosi con la rete e immettendo corrente in modo adeguato, gli inverter fanno sì che:
L’energia solare viene consumata prima sul posto
La dipendenza dalla rete si riduce
Migliorano l’efficienza del sistema e il ritorno economico
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