Un sistema solare autonomo utilizza moduli fotovoltaici solari per generare elettricità dalla luce solare, ma è non collegato alla rete elettrica o altre fonti di elettricità. Un sistema solare fotovoltaico può fornire energia per diversi usi come illuminazione, pompaggio dell'acqua, ventilazione, comunicazione e intrattenimento in luoghi remoti dove non c'è elettricità o la fornitura di elettricità non è affidabile.
Componenti di un sistema autonomo
In genere, un impianto solare autonomo è costituito da quattro componenti principali.
- Moduli o array fotovoltaici solari – Per convertire l’energia solare in corrente continua (CC)
- Regolatore di carica – Regola la corrente e la tensione fornite dai pannelli fotovoltaici agli inverter, alle batterie e agli elettrodomestici. Possono essere modulazione di larghezza di impulso (PWM) o regolatori con inseguimento del punto di massima potenza (MPPT).
- Inverter solare – Converte la corrente continua in corrente alternata, che viene fornita alla batteria e agli elettrodomestici.
- Batterie – Immagazzinano l'energia in eccesso generata dai sistemi a pannelli solari durante il giorno. Questa energia immagazzinata può poi essere utilizzata di notte per garantire che gli elettrodomestici funzionino in modo efficiente.
Parametri del sistema autonomo
Per realizzare un impianto fotovoltaico autonomo ottimale per una specifica applicazione, è importante tenere conto di diversi fattori.
- Caratteristiche di carico - Accoppiato in CA/Accoppiato in CC, corrente, frequenza, potenza e tensione
- Disponibilità delle risorse solari – L’angolazione dei pannelli, l’intensità della radiazione solare e le ore di luce solare
- La configurazione del sistema – Collegamento in serie o in parallelo di moduli e batterie
- monitoraggio dell'impianto – Indicatori, misuratori e sensori
- Sistema di protezione – Interruttori, fusibili e limitatori di sovratensione
- Dimensionamento del sistema – Efficienza e capacità della batteria, potenza nominale dell’inverter e dimensioni del modulo o dell’impianto fotovoltaico.
Tipi di sistema autonomo
Un impianto fotovoltaico autonomo può essere configurato in vari modi, a seconda del tipo e delle dimensioni del carico.
1. Sistema solare fotovoltaico autonomo con solo carico CC
- Componenti principali: Un modulo fotovoltaico e un carico CC.
- PRO: Sistema autonomo più semplice ed economico poiché si collega direttamente a carichi CC come ventilatori, motori e pompe.
- Contro: Prestazioni e applicazioni limitate; fornisce energia solo durante le ore diurne.
2. Sistema autonomo con circuito di controllo e carico CC
- Componenti principali (in ordine): Modulo solare, circuito di controllo elettronico (un regolatore di carica o MPPT) e carichi CC.
- PRO: Maggiore efficienza e utilizzo; durata di vita prolungata; migliori prestazioni e affidabilità del carico; fornisce corrente e tensione stabili.
- Contro: Aumento dei costi e della complessità; non fornisce energia durante la notte; necessita di una batteria per funzionare in modo efficiente durante il giorno
3. Sistema autonomo con batteria, carico CC e circuito di controllo elettronico
- Componenti principali (in ordine): Modulo solare, circuito di controllo elettronico (regolatore di carica o MPPT), batteria (DC accoppiato) e carichi CC.
- PRO: Alimentazione elettrica continua e affidabile (giorno e notte); gestione di carichi variabili e richieste di potenza
- Contro: Più componenti lo rendono costoso; maggiore manutenzione; pesante da maneggiare; durata ed efficienza limitate
4. Sistema autonomo con carico AC/DC, circuito di controllo elettronico e inverter
- Componenti principali (in ordine): Modulo solare, circuito di controllo elettronico (sia un regolatore di carica che un MPPT), inverter, batteria e carichi CC.
- PRO: Può alimentare carichi sia AC che DC (computer, TV, luci, ecc.); più flessibile ed efficiente
- Contro: Più costoso; complesso; l'inverter aggiunge un ronzio; richiede una maggiore protezione da guasti e sovratensioni
Vedi anche: Cos'è una costante solare?
