Migliorare l’efficienza energetica degli edifici conviene a tutti
Solar Park 2.0: ottimizzare l’efficienza degli impianti fotovoltaici
Solar Park 2.0. Il fotovoltaico, energia rinnovabile di prima linea nella transizione energetica, vede il mondo della ricerca impegnato ad incrementare le prestazioni degli impianti sui diversi fronti tecnologici.
Al riguardo, come spiega Nina Munzke, ricercatrice del Karlsruhe Institute of Technology (KIT), individuare nuove aree e sempre più grandi per questi impianti rappresenta un problema rilevante. Soprattutto in zone ad alta densità abitativa. Per questo, la stessa Munzke e il suo team sono alla ricerca di un modo per utilizzare lo spazio disponibile incrementando al massimo l’efficienza. Hanno dato vita al progetto Solar Park 2.0, iniziativa finanziata Ministero federale dell’economia e della protezione del clima. Il progetto vede il coinvolgimento di sei diversi partner tra università ed aziende. Lanciato ufficialmente a luglio 2022, il progetto si è dato tre anni di tempo per sviluppare soluzioni e componenti elettronici per grandi sistemi fotovoltaici. Come sottolinea la stessa Munzke: “Vogliamo aumentare la produzione di energia degli impianti solari in condizioni sfavorevoli. Come ombra, sporco o invecchiamento, ottimizzando l’efficienza e la resa energetica”.
Per utilizzare ogni modulo fotovoltaico al massimo delle sue potenzialità, questo deve lavorare vicino al suo punto di massima potenza (Maximum Power Point-MPP). Come sottolinea Lukas Stefanski del KIT: “L’uscita del modulo è il prodotto della corrente per il livello di tensione. All’MPP, la produzione è più alta, il che significa che si raggiunge il massimo rendimento possibile”. Si tratta di un punto di lavoro, quello dell’ MPP, che non è fisso ma influenzato da diversi fattori. Come la temperatura alla pozione del pannello rispetto al sole. Per questo un funzionamento ottimale rende necessaria una regolazione continua della tensione.
Come spiega l’Istituto tedesco per questo vengono applicati ottimizzatori specializzati o MPPT che inseguono la massima potenza estraibili. Si tratta di un’operazione che però, negli impianti convenzionali, avviene principalmente nell’inverter centralizzato. Una situazione che determina che quando più moduli solari sono collegati in serie a formare delle stringhe e queste sono connesse in parallelo, ogni perdita di efficienza in un singolo pannello si moltiplica sull’intero impianto.
Per superare questo problema centrale per il progetto, Solar Park 2.0 ha testato un nuovo circuito chiamato HiLEM (High Efficiency Low Effort MPPT), brevettato dallo stesso KIT. Tale nuovo componente sostituisce le scatole combinate di giunzione che normalmente vengono applicate per il collegamento in parallelo delle stringhe. E permette un efficiente MPPT a livello di singola stringa. La combinazione di un circuito HiLEM con nuovi ottimizzatori di potenza sviluppati congiuntamente dall’Università di scienze applicate di Karlsruhe e dalle società di BRC e PREMA, partner del progetto, consente inoltre di inseguire il punto massimo di potenza simultaneamente sia a livello di stringa che di modulo.
Come spiega Stefanski: “Questo non solo aumenta il rendimento dell’impianto fotovoltaico, ma anche la vita utile. Allo stesso tempo, i costi operativi si riducono“. I nuovi componenti di ottimizzazione saranno testati e valutati in due impianti di prova fotovoltaici da 30 kW ciascuno. Il progetto sarà orientato anche allo sviluppo di un metodo supportato dall’intelligenza artificiale per prevedere la produzione fotovoltaica a partire dai dati operativi.
Fonte: Solar Park 2.0: Higher Yield on the Same Area – Leggi anche Fotovoltaico: nuove tegole solari per gli edifici storici – Foto di copertina: the solar park of Energy Lab 2.0 on KIT’s Campus North (Markus Breig, KIT)
