Sistemi Energetici Stand-alone

Sistemi Stand-alone (sistemi isolati e autonomi)

Un sistema autonomo non dispone di un collegamento alla “rete” della energia elettrica. I sistemi autonomi possono avere dimensioni molto diverse con differenti applicazioni, dagli orologi da polso o calcolatrici fino a sistemi per gli edifici isolati o per i veicoli spaziali. Se l’energia deve essere fornita indipendentemente dall’irraggiamento solare, l’energia generata deve essere immessa e immagazzinata in batterie.

Nel settore edilizio, in cui il peso non rappresenta un problema, le batterie al piombo sono le più comunemente utilizzate per il loro basso costo e per la loro capacità. Un regolatore di carica nel sistema evita danni alla batteria da un eccesso di carica o scarica e ottimizza la produzione dei moduli nel punto di massima potenza.
Per l’utilizzo convenzionale domestico si dovrà poi convertire l’energia corrente continua DC in energia elettrica corrente alternata AC. Per convertire la corrente continua, proveniente da moduli e batterie, in corrente alternata si usa un Inverter.

I componenti principali di un sistema fotovoltaico isolato sono in genere:

  • Campo fotovoltaico, deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente per il sole.
  • Regolatore di carica, deputato a gestire correttamente la carica delle batterie.
  • Accumulatore : costituito da una o più batterie ricaricabili opportunamente connesse (serie / parallelo) per conservare la carica elettrica fornita dai moduli in presenza di luce solare da utilizzare successivamente, quando richiesto da apparecchiature elettriche.
  • Inverter, altrimenti noto come convertitore DC / AC, deputato a convertire la corrente continua (DC) accumulata nelle batterie (normalmente da 12 o 24 volt) in una tensione alternata (AC) più alta (in genere 110 o 230 volt per sistemi fino a pochi kW)

Il campo fotovoltaico è un insieme di pannelli, i più frequentemente utilizzati per sistemi stand-alone e ottimizzati per una tensione di sistema specifica, valutata in fase di progettazione. Le tensioni utilizzate sono 12 o 24 V. Di conseguenza, dato che la maggior parte dei moduli fotovoltaici utilizzati in questo tipo di impianto ha tensioni di uscita pari a 12 o 24 V, le stringhe di moduli agiscono in parallelo e vengono dotate di diodi per la protezione contro le correnti inverse.

Il regolatore di carica è un dispositivo elettronico che provvede al disinserimento automatico del campo fotovoltaico dalle batterie nel caso in cui la tensione di uscita del modulo sia inferiore al minimo di carica (cielo molto nuvoloso, notte, guasti, interruzioni per manutenzione, ecc), regola la quantità di energia in entrata sulla base della carica delle batterie e infine scollega automaticamente il campo fotovoltaico dalle batterie quando la carica è completa.

L’accumulatore è tipicamente costituito da monoblocchi (batterie), o elementi singoli specificamente progettati per la carica e la scarica profonda ciclica.

Nei sistemi che devono garantire continuità di servizio in genere non sono impiegati accumulatori per uso automobilistico, che pur funzionando correttamente hanno bassa “vita utile” cioè un minor numero di cicli di carica e scarica rispetto ad accumulatore progettato e costruito specificamente per questo tipo di impiego.

Sistema Fotovoltaico

 

Sistema Eolico

 

Sistema Ibrido fotovoltaico-eolico

 

Sistema per il pompaggio dell’acqua