Gli inverter fotovoltaici costituiscono un elemento essenziale, il “cervello” alla base del buon funzionamento dell’impianto: efficienza, monitoraggio e scalabilità.
Inverter fotovoltaici, sistemi essenziali alla base di un buon funzionamento di un interno impianto solare. Perché? Fondamentali soprattutto in termini di efficienza di conversione, sono gli inverter a trasformare l’energia prodotta da un impianto da corrente continua a corrente alternata, che è quella che serve per far funzionare macchine e strumenti aziendali.
Secondo Global Market Insights il mercato degli inverter fotovoltaici è stato valutato a oltre 10 miliardi di dollari nel 2019 e prevede un tasso di crescita di oltre 8 punti percentuali fino al 2026. In particolare, il mercato degli inverter fotovoltaici monofase è stato valutato a oltre 4 miliardi di dollari nel 2019 e anche per gli inverter trifase si prevede una crescita significativa dovuta alle specifiche di prodotto flessibili.
Grazie a una crescente applicabilità negli stabilimenti commerciali, a un’alta flessibilità operativa e alla capacità di fornire alimentazione di backup e supporto di linea ausiliaria, anche il mercato degli inverter di stringa vedrà una crescita sostanziale.
E ancora, il segmento dei micro inverter fotovoltaici – secondo lo studio di Grand Review Research – è destinato a un tasso di crescita sostanziale entro il 2027. Questi sistemi elettronici a livello di modulo sono diventati una scelta popolare per i settori commerciali e industriali: sono convenienti, facili da installare, e hanno il vantaggio dell’alta affidabilità e maggiore efficienza e prestazioni.
Una grande spinta, secondo Global Market Insights, viene dalle regioni dell’Asia Pacifica, dove il mercato degli inverter fv ha superato i 5 miliardi di dollari nel 2019: uno scenario commerciale favorevole in funzione delle rigorose normative e una diffusione del solare sovvenzionata che ha visto un calo dei prezzi dei componenti. Anche i Paesi in via di sviluppo vedono oggi una rapida crescita economica e una maggiore domanda di energia. Cina e USA sono e saranno mercati trainanti per il settore solare e le relative attrezzature, compresi gli inverter solari; e, infine, anche l’Europa dovrebbe rappresentare una quota di mercato promettente, con in testa la Germania, grazie a politiche governative favorevoli.
Quali i fattori di questa crescita? Certamente una sempre maggiore domanda di elettricità sostenibile anche negli stabilimenti commerciali e una maggiore diffusione generale su larga scala di sistemi energetici sostenibili. Ma anche le stringenti normative in tema di riduzione delle emissioni di gas serra, gli incentivi governativi per l’adozione del fotovoltaico, e una sostanziale riduzione di tutti i costi correlati alla generazione di energia rinnovabile che ha reso il mercato più competitivo.
Inverter, come scegliere
Cuore pulsante di ogni impianto, l’inverter garantisce che i moduli fotovoltaici funzionino sempre al massimo delle loro prestazioni, in funzione dell’irraggiamento e della temperatura, e monitora costantemente la rete pubblica, nonché è responsabile del rispetto di vari criteri di sicurezza.
Gli inverter si classificano sulla base di tre importanti caratteristiche: la potenza, il dimensionamento sul lato CC e la topologia. La potenza disponibile parte da 2 kW e arriva fino all’ordine dei megawatt: in generale si tratta di 5 kW per impianti residenziali su tetto, da 10 a 20 kW per impianti commerciali, e da 500 a 800 kW per l’impiego in centrali fotovoltaiche. Il dimensionamento sul lato CC: bisogna considerare la connessione dei moduli con l’inverter. Vi sono inverter di stringa, multistringa e centrali. La topologia: inverter monofase e trifase, adatti a impianti di grandi dimensioni in seguito al limite del carico simmetrico fissato a max 4,6 kVA.
Il lavoro degli inverter FV è oneroso. Si occupano, in prima battuta, di trasformare la corrente con il minor impatto possibile in termini di perdite, e le nuove tecnologie consentono ormai di sfiorare il 98% di rendimento. Gli inverter devono, inoltre, ottimizzare la potenza, con la ricerca e il mantenimento dell’MPP, per ovviare ai parametri di intensità dell’irraggiamento e della temperatura dei moduli che si modificano continuamente.
E ancora, l’inverter deve monitorare in ottica di protezione il rendimento dell’impianto fotovoltaico e della rete di alimentazione, segnalando eventuali anomalie e intervenendo per interrompere in modo sicuro il flusso di corrente; deve comunicare con le interfacce che consentono il controllo e il monitoraggio di tutti i parametri; gestire la temperatura nell’involucro che influisce anche sul grado di rendimento e poter funzionare bene fino anche a 50° C; resistere alle intemperie con grado di protezione IP65.
La scelta della tecnologia è fondamentale: scegliere il giusto inverter può aiutare l’azienda a contenere i costi di installazione, manutenzione, monitoraggio e commissioning. La soluzione può essere ricercata tra tecnologie di inverter di stringa trifase per applicazioni commerciali e industriali. Nella scelta sono importanti la densità di potenza e la capacità di accumulo dell’energia, nonché l’integrazione di avanzate funzionalità digitali e una progettazione semplificata del sistema, affinché si adatti facilmente a qualsiasi tipo di installazione (impianti nuovi o preesistenti), e che offra inferiori costi di installazione e manutenzione.
Inverter – i costi e il ritorno sull’investimento
L’investimento economico in un impianto fotovoltaico è certamente importante. Si pensa solitamente al solo costo dei moduli e al risparmio economico ed energetico che generano sul lungo periodo; mentre un buon esito di tale investimento dipende anche dal rapporto costo-efficienza dell’inverter scelto. Per un impianto commerciale si parte da circa 800€ fino anche a più di 3.000€, ma i prezzi degli inverter sono in continuo cambiamento, come quelli dei pannelli, in generale al ribasso sul lungo periodo. Inoltre, a differenza dei moduli, l‘inverter ha una vita utile inferiore, superiore comunque ai 10 anni, e si deve prevedere anche la sua sostituzione.
In generale è bene considerare i costi totali che il prodotto genera nel corso del suo ciclo di vita, che possono essere ricavati con l’aiuto di un calcolo del TCO (Total Cost of Ownership). Fra l’altro, questo permette di determinare i risparmi e il tempo di ammortamento.
Un impianto fotovoltaico può essere installato in qualsiasi tipologia di impresa che abbia spazio a disposizione. I costi per realizzazione di un impianto comprendono il costo dei pannelli, il costo degli inverter, dei cavi e degli altri componenti, i costi di installazione, i costi di allacciamento alla rete, infine i costi per la manutenzione ordinaria. Un impianto di taglia commerciale o aziendale (superiore ai 20 kW di potenza di picco) costa tra i 1.000 e i 1.500 euro per kW installato. L’investimento per un impianto fotovoltaico è ripagabile cinque-sette anni, se si auto-consuma il più possibile l’energia elettrica prodotta.
Gli inverter rappresentano il 10% dei costi di un sistema fotovoltaico, eppure controllano il 100% della produzione dell’impianto, influenzano fino al 20% dei costi di sistema, e controllano i costi O&M grazie a soluzioni avanzate per la gestione degli impianti. La scelta dell’inverter è, quindi, cruciale in termini di prestazioni a lungo termine di un impianto, anche dal punto di vista economico. Scegliere un buon inverter può massimizzare la produzione di energia e ridurre i costi lungo la vita dell’interno impianto con un ritorno non indifferente sull’investimento (ROI).