Componenti del sistema solare collegato alla rete

Stai pensando di installare un impianto solare e un impianto a pannelli solari in rete. Sembra fantastico e credo che tu abbia raccolto tutte le informazioni necessarie al riguardo. Informazioni come i tipi di componenti richiesti e funzionanti per l'impianto solare in rete. Hai confrontato i suoi vantaggi e svantaggi? No? Se è così, ecco la soluzione. Questo articolo è dedicato ai componenti dell'impianto solare in rete insieme ai loro vantaggi, funzionamento e svantaggi. Inoltre, con i costi dell'impianto solare in rete menzionati qui, puoi farti un'idea approssimativa di quanta spesa aspettarti.

Che cosa sono i sistemi solari collegati alla rete?

Un impianto fotovoltaico collegato alla rete elettrica è noto come impianto solare connesso alla rete o on-grid. Questo tipo di impianto solitamente non è dotato di batterie di accumulo. Tuttavia, può essere integrato con batterie in cui viene immagazzinata l'energia in eccesso prodotta dai pannelli. Questa energia immagazzinata viene poi trasferita alla rete elettrica nazionale. In un impianto solare connesso alla rete, l'energia viene prelevata dalla rete elettrica nazionale in caso di carenza di produzione da parte dei pannelli.

Cosa sono i componenti dei sistemi solari collegati alla rete?

Sai già cos'è un sistema solare collegato alla rete, ma cos'è senza i suoi componenti. Ecco quindi un elenco di tutti i componenti necessari per un sistema solare collegato alla rete.

1. Cavi e cablaggi

Per trasferire l'energia generata dai pannelli solari all'inverter e quindi alla rete elettrica, è necessario un cablaggio appropriato. Il materiale conduttore e l'isolamento sono due fattori che differenziano i tipi di cavi. Ecco un elenco di fattori da considerare per i cavi da utilizzare nei sistemi di energia solare.

a) Alluminio o Rame

Questi due sono i materiali conduttori più comuni utilizzati negli impianti solari residenziali e commerciali . Il rame, avendo una conduttività maggiore rispetto all'alluminio, trasporta una corrente più elevata. Inoltre, i fili di alluminio sono soggetti a piegature, ma sono meno costosi dei fili di rame. Questi fili non sono ammessi per applicazioni residenziali interne.

b) Solido o intrecciato

Molti piccoli fili costituiscono il filo intrecciato, conferendogli maggiore flessibilità e sono consigliati per applicazioni di grandi dimensioni. I fili intrecciati hanno una migliore conduttività.

c) Isolamento

I cavi sono protetti dal calore, dall'umidità, dalle sostanze chimiche o dai raggi ultravioletti mediante una copertura isolante.

I) I cavi PV (fotovoltaici), USE-2 (cavo per circuito derivato a conduttore singolo) e RHW 2 (termoplastico resistente all'umidità) hanno un rivestimento esterno resistente ai raggi UV e all'umidità, quindi possono essere utilizzati in condizioni di umidità e all'aperto. Assicurarsi che siano resistenti alla luce solare.

II) Il THHN (cavo rivestito in nylon termoplastico resistente alle alte temperature) è comunemente utilizzato in ambienti interni e asciutti.

III) THW (resistenti al calore e all'acqua termoplastici), THWN (rivestimento in nylon termoplastico resistente al calore e all'acqua) e TW (resistenti all'acqua termoplastici) possono essere utilizzati sia all'interno che all'esterno nei condotti.

IV) I cavi UF (Underground Feeder) e USE (Branch Circuit Cable-Single Conductor) sono considerati adatti per applicazioni sotterranee o in luoghi umidi.

V) Valori di temperatura nominali dei diversi tipi di filo

• PV – 90° Celsius (194°F) umido e 150° C (302° F) asciutto
• Temperatura di conservazione: 90° C (194° F)
• Temperatura ambiente – da 75° C a 90° C (167° F 194° F)
• THWN – 75° C umido (167° F) e 90° C (194° F asciutto)
• Temperatura ambiente – 40° C (140° F)
• UF e UTILIZZO – da 60° C a 75° C (140° F 167° F)
• USE-2 e RHW-2 – 90° C (194°F)

d) Colore

L'isolamento dei cavi elettrici è codificato a colori per definirne la funzione e l'utilizzo. Chi ha una buona conoscenza di questa codifica può facilmente individuare e riparare i problemi. I cavi, uno dei componenti essenziali di un impianto solare connesso alla rete , hanno etichette diverse a seconda che trasmettano corrente alternata (AC) o continua (DC). Ecco una tabella con la codifica a colori per i diversi tipi di corrente.

Corrente alternata		Corrente continua
Colore	Applicazione	Colore	Applicazione
Nero/rosso/altri colori eccetto quelli menzionati di seguito	Senza messa a terra e caldo	Rosso	Positivo
Verde o spoglio	Attrezzature a terra	Verde o spoglio	Attrezzature a terra
Bianco	Conduttore di terra	Bianco	Il conduttore negativo o di terra

2. Scatola combinatrice

Questo componente porta l'output da diverse stringhe solari insieme. Ogni conduttore di stringa è collegato a un terminale fusibile. L'uscita degli ingressi fusibili viene quindi combinata su un singolo conduttore che collega la scatola di combinazione all'inverter. Una scatola di combinazione solare consolida anche la potenza in ingresso in un'alimentazione principale che la distribuisce ulteriormente a un inverter solare. Sia la protezione da sovracorrente che da sovratensione è fornita all'inverter, migliorandone ulteriormente l'affidabilità e la protezione.

Per limitare la perdita di potenza, è necessario un posizionamento ottimale della scatola combinatrice tra l'inverter solare e i moduli solari. Inoltre, richiedono poca manutenzione, ma la loro qualità è una caratteristica principale delle loro prestazioni.

Leggi anche: Modulo solare vs pannello solare: qual è la differenza?

3. Invertitori di collegamento alla rete

Nello specifico, un inverter di rete è un dispositivo utilizzato per i moduli fotovoltaici, che converte la corrente continua (CC) proveniente dai moduli solari in corrente alternata (CA). L'energia convertita viene quindi immessa nella rete elettrica per essere utilizzata per alimentare dispositivi ed elettrodomestici. Gli inverter di rete sono collegati tra la rete elettrica e i pannelli.

La fase e la tensione della forma d'onda sinusoidale della corrente alternata della rete elettrica devono essere abbinate con precisione con la precisione di un inverter collegato alla rete. Questi inverter possono commutare l'alimentazione dai pannelli alla rete di notte e di nuovo alla rete. Un inverter solare collegato alla rete è necessario perché sincronizza la frequenza e la tensione di uscita alla sua rete collegata.

4. Contatore di rete (contatore di energia)

Questo dispositivo è la necessità di base nell'elenco dei componenti del sistema solare collegato alla rete. Calcola il ingresso e uscita di potenza da e verso la rete elettrica. È simile ai contatori elettrici già installati nelle case, ma i contatori netti misurano l'importazione e l'esportazione di energia. Mentre i contatori elettrici servono solo a misurare l'unità di elettricità fornita e utilizzata dalla rete. L'energia in eccesso generata dai pannelli solari viene immessa nella rete, che si converte in credito per te. Questo credito viene utilizzato per attingere elettricità dalla rete di notte o nei giorni di bassa produzione. Non ti verranno addebitate le unità finché la quantità di energia non verrà immessa nel contatore.

Vedi anche: Che cos'è il risparmio solare annuo?

5. Rack e supporti

Per fissare i pannelli solari in un punto preciso, sono necessari supporti e strutture di sostegno. Dopotutto, non è possibile lasciare i pannelli solari direttamente sul tetto. È indispensabile posizionarli su supporti o strutture di sostegno per garantire una corretta ventilazione e l'inclinazione ottimale dei pannelli. La posizione del sole cambia durante il giorno e i pannelli solari posizionati orizzontalmente non riescono a ricevere sufficiente luce solare nelle diverse ore. L'inclinazione o l'orientamento dei pannelli, grazie a supporti e strutture di sostegno, permette di posizionarli con la giusta angolazione per massimizzare l'esposizione alla luce solare.

Nota : l' inclinazione e l'angolazione dei pannelli vengono determinate in base al tipo di tetto e alla posizione geografica.

6. Interruttori di sicurezza

Un pannello di interruttori è richiesto nei sistemi solari collegati alla rete, ed è simile a quello che hai a casa, ma con più interruttori aggiuntivi per gli inverter. Alcuni interruttori di sicurezza interrompono le connessioni tra i pannelli solari e gli inverter per evitare danni agli inverter. Installazione CA e CC si scollega correttamente garantisce la sicurezza generale.

• Interruzioni CC, detti anche sezionatori FV, sono posizionati tra l'inverter e i pannelli solari e, in alcuni casi, gli inverter hanno connettori CC integrati.
• Interruzioni AC sono installati tra l'inverter e la rete. Per lo più montati sulla parete esterna vicino al contatore elettrico. In caso di sovratensione o simili, interrompe il flusso di corrente dall'inverter alla rete. I dispositivi di sicurezza sono essenziali tra i componenti del sistema solare collegato alla rete.
• Variabili Gli aspetti da considerare quando si determina la dimensione delle disconnessioni per gli impianti fotovoltaici sono il carico del circuito, la tensione, il cablaggio, il carico del circuito e la dimensione degli ampere/interruttore.

7. Pannelli solari

Questi sono i componenti principali di qualsiasi impianto fotovoltaico. Sul mercato sono disponibili 3 tipi di pannelli solari : monocristallini, policristallini e a film sottile (amorfi). I primi due sono i pannelli solari più utilizzati negli impianti fotovoltaici residenziali, commerciali e industriali sui tetti. In genere, un impianto fotovoltaico da 6 kW richiede 15 pannelli, ma questo numero può aumentare o diminuire a seconda della loro efficienza e tipologia. Questo perché i pannelli monocristallini sono più efficienti di quelli policristallini.

8. Griglia di utilità

Questo è il dispositivo a cui è collegata la rete elettrica principale locale o governativa , da cui l'energia viene poi fornita all'abitazione. Si tratta di una complessa rete di generazione, distribuzione e trasmissione di energia. La produzione e la fornitura di energia sono gestite dagli operatori di rete. Gli inverter sono collegati a questa rete elettrica per trasferire l'energia generata dai pannelli solari. Ora, vediamo come funziona un sistema solare connesso alla rete, ovvero un sistema fotovoltaico connesso alla rete.

Come funziona un sistema solare collegato alla rete? Come funziona un sistema fotovoltaico collegato alla rete?

È un semplice raccolta, conversione, trasferimento, e utilizzare un processo che è il funzionamento del sistema solare collegato alla rete. I fotoni della luce solare vengono assorbiti dai pannelli solari che convertono il calore e l'energia luminosa in energia elettrica. La corrente continua (CC) generata dai pannelli solari viene trasmessa agli inverter collegati alla rete. Continua a leggere per scoprire come funziona il sistema fotovoltaico collegato alla rete.

La corrente continua (DC) viene poi convertita in corrente alternata (AC) da un inverter. Poiché la maggior parte degli elettrodomestici e dei dispositivi funziona con corrente alternata, un inverter è un componente essenziale. Inoltre, questa elettricità alimenta dispositivi ed elettrodomestici.

L'energia in eccesso generata dai pannelli solari viene trasmessa alla rete elettrica e lì immagazzinata fino a nuova richiesta. Questa energia immagazzinata può essere utilizzata di notte o nei giorni in cui la generazione di energia solare è insufficiente. Se entro la fine del mese la quantità di energia immagazzinata supera la quantità di energia utilizzata dalla rete, il proprietario ne ricava un guadagno. Ora, insieme ai componenti del sistema solare collegato alla rete, hai capito che funziona. Dopodiché, è il momento di scoprire i tipi di sistema fotovoltaico collegato alla rete.

Nota : l'importo da pagare varia da paese a paese ed è basato sulle leggi vigenti.

Vedi anche : Principio di funzionamento dell'inverter di rete

Quali sono i vantaggi di un sistema solare collegato alla rete elettrica?

Dopo aver appreso informazioni sui componenti dei sistemi solari collegati alla rete, è giunto il momento di scoprire quanto sia vantaggioso questo sistema.

1. Risparmia di più con il net metering: l'energia in eccesso prodotta durante il giorno viene immessa nel net metering e convertita in crediti che puoi utilizzare per prelevare energia dalla rete senza doverla pagare.

2. La rete elettrica funge da batteria virtuale: in un sistema connesso alla rete, la rete elettrica è come una batteria. Fornisce un'alimentazione di riserva quando la produzione di energia dai pannelli è insufficiente o di notte. A differenza delle tradizionali batterie solari, la rete elettrica non richiede manutenzione né sostituzioni. Ora sei pronto per esplorare gli svantaggi di un sistema solare connesso alla rete.

Vedi anche : 3 vantaggi e svantaggi dei pannelli solari amorfi

Quali sono gli svantaggi degli impianti solari collegati alla rete?

Dopo aver appreso i vantaggi, è giunto il momento di conoscere anche gli svantaggi del sistema solare collegato alla rete:

1. Dipendenza dalla rete: un impianto solare connesso alla rete dipende dalla rete elettrica per l'accumulo di energia. La rete è una componente fondamentale per il funzionamento di questo sistema. Gli impianti solari connessi alla rete non possono funzionare senza un collegamento alla rete stessa.

2. Elevato costo iniziale di installazione : il sistema richiede pannelli solari ad alta efficienza, oltre ad altri componenti come inverter, strutture di supporto e altri dispositivi elettrici. Tutto ciò contribuisce ad aumentare il costo iniziale di installazione del sistema.

Vedi anche : 5 principali svantaggi degli inverter ibridi

Quanto costa un sistema solare collegato alla rete?

In genere, un impianto solare connesso alla rete costa tra i 12,600 e i 14,000 dollari, al netto del credito d'imposta federale per l'energia solare. Il costo per watt nella maggior parte degli impianti è compreso tra 2.75 e 3.35 dollari, con un prezzo medio nazionale di circa 3.00 dollari.

I costi degli impianti variano a seconda di diversi fattori, come le dimensioni dell'impianto , la posizione, l'inclinazione del tetto e la marca e il tipo di pannelli solari. Ecco una tabella di riferimento per il costo medio di un impianto solare connesso alla rete, in base alle dimensioni dell'impianto.

Dimensioni del sistema (kilowatt)	Costo medio del sistema
4kW	$9,100
6kW	$12,390
8kW	$15,960
10kW	$19,180
12kW	$23,100
14kW	$26,936
16kW	$29,860

Nota: il costo medio indicato nella tabella è calcolato al netto dell'incentivo fiscale federale per l'energia solare.

Quindi, oggi hai imparato a conoscere i componenti del sistema solare collegato alla rete, ovvero pannelli fotovoltaici, inverter, regolatori di carica, reti di distribuzione, interruttori di sicurezza, rack e supporti, contatore di rete (misuratore di potenza) e scatola combinatrice. Ogni componente ha la sua funzionalità speciale che aiuta a migliorare la resa dei sistemi di energia solare. Oltre a questo, ora sai l'importo approssimativo che devi pagare come costi del sistema solare collegato alla rete a seconda delle dimensioni della sua potenza in uscita.

Consigliato: Cos'è un regolatore di carica PWM?