Inverter Fotovoltaico: cos'è e come funziona?

L’inverter fotovoltaico è un dispositivo che converte la corrente continua (DC) prodotta dai pannelli solari, in corrente alternata (AC): è un componente fondamentale per il funzionamento di un impianto fotovoltaico, perché permette di utilizzare e immettere l’energia prodotta dai pannelli solari nella rete domestica o pubblica.

In questo articolo, vogliamo fornirti una panoramica sull'inverter fotovoltaico, coprendo tutti i dettagli e le informazioni essenziali relative al cuore pulsante del tuo impianto fotovoltaico: dal funzionamento alle tipologie possibili, fino ai dettagli dell'installazione e una considerazione dei costi associati.

Come funziona un inverter fotovoltaico?

L'inverter fotovoltaico è la parte più importante di un impianto fotovoltaico, perché ti permette di utilizzare l'energia solare generata per alimentare le utenze domestiche. Senza questa componente l’energia prodotta dai pannelli sarebbe incompatibile con l’impiego diretto in ambito domestico o la cessione alla rete elettrica. Ma come funziona il processo?

Per comprendere il funzionamento dell’inverter fotovoltaico, è opportuno ricordare che la rete domestica utilizza una tipologia di corrente elettrica caratterizzata da due flussi di energia: la corrente alternata e la frequenza costante di 50 Hz.  

I pannelli solari catturano l’energia solare in corrente continua (DC); l’inverter prende la corrente continua immagazzinata dai pannelli solari e la converte in corrente alternata (AC) tramite una serie di componenti elettronici come transitor e diodi. L’obiettivo di questa fase è sincronizzare la corrente alternata prodotta con la frequenza e la fase della rete elettrica a cui è connesso, in modo che l’energia possa essere utilizzata in modo sicuro ed efficiente. Quindi l’inverter trasformerà la corrente continua in corrente alternata con parametri specifici: 230 V e 50 Hz.

Oltre alla conversione della corrente, molti inverter moderni includono funzionalità di monitoraggio che permettono di tenere traccia delle prestazioni dell’impianto fotovoltaico. Monitorando costantemente le condizioni di irradiazione solare, l’inverter regola la tensione e la corrente in uscita per massimizzare l'efficienza del sistema.

Un'altra funzione importante dell'inverter è quella di garantire la sicurezza dell'impianto per prevenire danni causati da sovratensioni, surriscaldamenti e altre anomalie. In alcuni casi possono anche disconnettere automaticamente il sistema fotovoltaico dalla rete in caso di problemi.

Nella seguente infografica puoi osservare lo schema di un impianto fotovoltaico:

Quali sono le principali caratteristiche di un inverter fotovoltaico?

L'inverter per i pannelli fotovoltaici può essere paragonato a un quadro elettrico, essendo un circuito elettrico complesso racchiuso in un involucro metallico. Può essere installato sia in prossimità dei pannelli solari, sia nel sottotetto dell'abitazione, con opzioni di montaggio interno o esterno. È fondamentale considerare le dimensioni dell'inverter dell'impianto fotovoltaico, in quanto deve essere adeguato alla potenza massima del sistema e al tipo di alimentazione elettrica (monofase o trifase).

L'inverter fotovoltaico presenta due caratteristiche principali:

• Dimensionamento: L'inverter viene dimensionato in base alla potenza di picco dell'impianto fotovoltaico. Solitamente, si utilizza un inverter con potenza equivalente all'impianto. Ad esempio, per un impianto fotovoltaico da 3 kW, si impiega un inverter da 3 kW. Nei sistemi residenziali con un contatore monofase, gli inverter da 3 e 6 kW sono comunemente utilizzati

• Durata: La durata dell'inverter di un impianto fotovoltaico può superare i 10 anni, ma dipende da diversi fattori, come la qualità del componente, i dispositivi installati e la manutenzione effettuata nel tempo. Inverter economici di fascia bassa potrebbero manifestare problemi già dopo 5 anni, mentre quelli di fascia alta possono durare fino a 15 anni

• Monitoraggio: i modelli più innovativi sono dotati di efficienti sistemi di monitoraggio e controllo via app, per avere sempre accesso ai flussi energetici.

Cose misurare le prestazioni di un inverter?

Per affermare le prestazioni di un inverter fotovoltaico vengono utilizzati due concetti: efficienza e rendimento.

Efficienza di un inverter fotovoltaico:

Per quanto riguarda l’efficienza di un inverter vengono utilizzati due dati distintivi:

• Efficienza di picco: Equivale al valore dell'efficienza di un inverter in funzione alla sua massima capacità

• Efficienza ponderata: Essa tiene conto dell'efficienza misurata a diversi punti di funzionamento durante il giorno, considerando che gli inverter potrebbero operare a diverse condizioni di carico e di irraggiamento solare. Questa misurazione tiene conto delle variazioni di efficienza che possono verificarsi nel corso del ciclo di vita dell'inverter, consentendo una valutazione più accurata delle sue prestazioni nel tempo. In questo modo, si può ottenere una stima più realistica dell'efficienza complessiva dell'inverter fotovoltaico

Il rendimento di un inverter fotovoltaico

Il rendimento di un inverter fotovoltaico è un fattore essenziale che indica la percentuale di energia elettrica in ingresso, sotto forma di corrente continua, che viene trasformata in energia elettrica in uscita, in corrente alternata.  

Attualmente, tutti i dispositivi disponibili sul mercato offrono un rendimento superiore al 90%, il che significa che almeno il 90% dell'energia in ingresso viene convertita con successo. Tuttavia, gli inverter di alta qualità raggiungono rendimenti superiori al 98%, assicurando una conversione molto efficiente e riducendo al minimo le perdite di energia.  

Pertanto, l'utilizzo di un inverter di alta qualità consente di massimizzare l'efficienza complessiva del sistema fotovoltaico e di ottimizzare la produzione di energia solare.

Quali tipologie di inverter fotovoltaico esistono?

Per individuare l'inverter più adatto alle specifiche esigenze di un sistema fotovoltaico, è essenziale conoscere le diverse tipologie di inverter fotovoltaici disponibili sul mercato. Tra le tipologie più comuni troviamo:

Inverter monofase e trifase

• Inverter monofase: sono progettati per l'utilizzo nelle reti monofase e sono dotati di due connettori, uno per la fase e uno per il neutro. Questi inverter sono comunemente impiegati negli impianti fotovoltaici residenziali di bassa potenza, come ad esempio gli impianti di 6kHw.

• Inverter trifase: sono principalmente utilizzati negli impianti fotovoltaici dove è richiesta una notevole quantità di energia. L'utilizzo di un inverter trifase nelle abitazioni è un caso poco comune, a meno che la casa non consumi una quantità significativa di energia. Tuttavia, è importante sottolineare che la configurazione trifase offre una maggiore affidabilità e funzionalità rispetto agli inverter monofase.

La scelta tra un inverter monofase e uno trifase dispende dalle caratteristiche specifiche del sistema fotovoltaico, tra cui la potenza, la tipologia di rete e le esigenze dell’utente finale. Per approfondire la differenza tra questa tipologia di inverter, puoi leggere il nostro articolo dedicato.

Oltre questa distinzione, gli inverter si distinguono per impianti connessi alla rete e per impianti fotovoltaici a isola.

Inverter per impianti fotovoltaici connessi alla rete:

• Gli inverter di stringa rappresentano la scelta più comune ed economica sul mercato per gli impianti fotovoltaici. Sono particolarmente adatti per i sistemi che non sono influenzati da ombreggiamenti che potrebbero compromettere l'ottimale utilizzo di ogni stringa di pannelli solari

• Gli inverter centralizzati sono comunemente impiegati in grandi impianti fotovoltaici per la loro semplicità e praticità. In questo tipo di configurazione, i moduli fotovoltaici sono collegati in serie per formare stringhe con tensione a circuito aperto fino a 1.000 V. Un unico inverter è quindi collegato a queste stringhe che sono a loro volta collegate in parallelo

• I micro-inverter svolgono una funzione differente rispetto agli inverter di stringa o centralizzati, poiché ciascun dispositivo di questo tipo viene installato direttamente sul singolo pannello solare. Ciò significa che ogni modulo solare ha la capacità di trasformare autonomamente l'energia in corrente alternata.

• Gli inverter ibridi sono progettati per sistemi fotovoltaici che sono integrati con sistemi di accumulo di energia, come le batterie. Questo inverter ha la stessa funzione di un inverter di stringa convenzionale, ma oltre a trasformare energia proveniente dei pannelli per l’utilizzo domestico, garantisce la carica/scarica dell’energia nei sistemi con accumulo.

La scelta dell'inverter più adatto dipende dalle specifiche esigenze dell'impianto fotovoltaico, incluse le dimensioni, la configurazione dei pannelli solari, il livello di monitoraggio e controllo desiderato e la presenza o meno di sistemi di accumulo energetico.

Inverter per impianti fotovoltaici per impianti a isola:

Gli impianti fotovoltaici a isola sono sistemi autonomi non collegati alla rete elettrica esterna e necessitano di una batteria per immagazzinare l'energia solare prodotta dai moduli fotovoltaici. In questi impianti, l'inverter ha il compito di prelevare l'energia dalla batteria e convertirla in corrente alternata, rendendola così utilizzabile per l'uso domestico.

Questi inverter sono particolarmente utili in aree con scarsa o nessuna accessibilità alla rete elettrica, come rifugi montani, camper o barche.

Gli inverter per sistemi isolati operano in modo simile agli inverter ibridi utilizzati negli impianti collegati alla rete, ma con una differenza fondamentale: sono in grado di creare una propria rete elettrica indipendente, eliminando la necessità di una connessione esterna.

Costo di un inverter fotovoltaico:

Scegliere il giusto inverter fotovoltaico è fondamentale perché questo componente influisce direttamente sulle prestazioni complessive e sulla redditività dell’impianto. Esistono diverse opzioni disponibili sul mercato, con una vasta gamma di prezzi che riflettono una serie di fattori determinanti.

I fattori che influenzano il prezzo di un inverter sono:

• La potenza nominale dell'inverter è uno dei principali fattori che influenzano il prezzo. Gli inverter più potenti, in grado di gestire carichi più elevati, tendono ad avere un costo maggiore rispetto a quelli di potenza inferiore.

• La qualità costruttiva e la reputazione del produttore possono avere un impatto significativo sul prezzo. Gli inverter di marche rinomate e con una comprovata affidabilità sul mercato potrebbero avere un costo maggiore rispetto a quelli di marche meno conosciute o di qualità inferiore.

• Tipologia di inverter: Esistono diverse tipologie di inverter, ognuna delle quali ha caratteristiche e funzionalità specifiche che possono influenzare il prezzo. Ad esempio, gli inverter ibridi, che combinano funzionalità fotovoltaiche con quelle di storage dell'energia, possono avere un prezzo più elevato rispetto agli inverter tradizionali.

In definitiva, la scelta dell'inverter fotovoltaico dovrebbe essere guidata da una valutazione completa delle esigenze del sistema, della qualità del prodotto e delle considerazioni finanziarie a lungo termine. Investire in un inverter di qualità può garantire prestazioni affidabili e durature per l'intera durata di vita dell'impianto fotovoltaico.

Come scegliere l'inverter fotovoltaico perfetto per il tuo impianto:

Quando si tratta di scegliere l'inverter fotovoltaico ideale per il proprio impianto, il dimensionamento corretto è un fattore cruciale. Per determinare le specifiche giuste, è fondamentale valutare una serie di aspetti tecnici e ambientali.

Gestione della tensione e connessione dei moduli

Uno degli elementi chiave è la gestione della tensione, influenzata dal numero di moduli collegati in serie e dalle condizioni operative. Un parametro importante è il numero massimo di moduli che possono essere connessi in serie in una stringa, che determina la tensione massima generata. Inoltre, bisogna considerare quante stringhe l'inverter può gestire contemporaneamente.

Calcolo della tensione massima della stringa

Nel calcolo della tensione massima della stringa, è necessario tenere conto delle condizioni avverse, come temperature elevate e bassa irradianza solare. Questo è essenziale per garantire che la tensione della stringa non superi la soglia massima supportata dall'inverter.

Esempio pratico

Consideriamo un impianto fotovoltaico composto da 12 moduli collegati in serie. Per dimensionare correttamente l'inverter, è essenziale calcolare la tensione massima della stringa risultante da questi moduli e verificare che non superi la capacità massima di ingresso dell'inverter. Seguendo questa procedura, si assicura un funzionamento efficiente e sicuro del sistema fotovoltaico nel suo complesso.

Assicurarsi che l'inverter sia adeguatamente dimensionato significa garantire la massima efficienza e sicurezza del tuo impianto fotovoltaico.

Qual è il prezzo di un inverter fotovoltaico da 3kW?

Gli inverter fotovoltaici da 3 kW sono tra i più richiesti sul mercato. Il numero di pannelli solari che possono essere collegati a questi dispositivi dipende dalla potenza di uscita dei singoli moduli fotovoltaici e dalla tensione dell'intero sistema.

Facciamo un esempio: utilizzando moduli fotovoltaici da 300 W ciascuno, si possono collegare fino a 10 pannelli in serie per ottenere una tensione di sistema di 300 V di corrente continua. È importante ricordare che il dimensionamento di un impianto fotovoltaico dipende da diversi fattori, come lo spazio disponibile, l'orientamento dei pannelli, le eventuali ombreggiature e altri aspetti tecnici.

In generale, un inverter fotovoltaico è in grado di gestire circa 1-1,5 volte la sua potenza nominale. Tuttavia, poiché un impianto raramente raggiunge la sua potenza nominale di picco a causa delle condizioni non ideali, si consiglia di installare un inverter con una potenza nominale leggermente inferiore alla potenza di picco dell'impianto.

Per una scelta ottimale e personalizzata, ti consigliamo di consultare uno dei nostri esperti, che saprà indicarti l'inverter più adatto alle tue esigenze.

Il prezzo di un inverter da 3 kW è di circa 6-800€.

Come leggere il display di un inverter fotovoltaico?

Alcuni inverter fotovoltaici presentano un piccolo display concepito per offrire all'utente informazioni sulla produzione di energia, simile a un normale contatore elettrico. Questi dati si basano sulla produzione istantanea o periodica di energia, includendo informazioni cruciali come:

• La produzione istantanea: questo dato permette di valutare immediatamente l'efficienza complessiva dell'impianto. Qualsiasi improvviso calo potrebbe indicare un potenziale guasto da investigare.

• La produzione massima: indica il picco massimo di produzione di energia, rappresentando la quantità massima di energia generata in un periodo determinato.

Tuttavia, gli inverter moderni hanno abbandonato i display a LED in favore di una serie di sensori interni che trasmettono dati attraverso protocolli wireless. Questo approccio consente il monitoraggio da remoto delle prestazioni dell'impianto, rendendo i dati più facilmente accessibili tramite portali web o app per smartphone.

I migliori inverter per fotovoltaico nel 2024

Noi di Enpal ci affidiamo ai migliori partner per gli inverter dei nostri impianti fotovoltaici.

L'inverter Sungrow si distingue per le sue caratteristiche di alto rendimento, sicurezza, affidabilità, e gestione intelligente. È compatibile con moduli fotovoltaici ad alta potenza, inclusi i moduli bifacciali, e dispone di un intervallo di tensione MPPT di avvio più basso e ampio. La funzione PID recovery smart integrata assicura una performance ottimale nel tempo. La sicurezza è garantita dall'interruttore di circuito per guasti da arco elettrico integrato e dalla protezione SPD di tipo II per corrente continua e alternata, insieme a un grado di anticorrosione in classe C5.

L'installazione è semplice e intuitiva grazie alla configurazione plug and play, e l'accesso alla piattaforma di monitoraggio iSolarCloud è possibile con un solo clic. Inoltre, il design leggero e compatto (formato A4) ottimizza la dispersione del calore. Per quanto riguarda la gestione, l'inverter offre dati in tempo reale con refresh ogni 10 secondi, monitoraggio live 24/7 online e tramite display integrato, e la possibilità di scansione e diagnosi della curva IV online, garantendo così un controllo costante e dettagliato del sistema.

L’inverter monofase Huawei è un capolavoro di efficienza e design. Con un'estetica minimale e lineare, ha ricevuto il prestigioso Reddot Award 2016 come miglior prodotto dell’anno. Questo inverter è sinonimo di prestazioni affidabili e alta resa, raggiungendo un'efficienza del 98,6%, garantendo così il massimo sfruttamento della produzione del tuo impianto fotovoltaico.

L’inverter Huawei si distingue per il suo design accattivante e leggero, con un peso di poco più di 10 kg. Innovativo, l'inverter ibrido funziona in corrente alternata ed è già predisposto per l'accumulo con batterie agli ioni di litio, offrendo anche la possibilità di gestione degli ottimizzatori Huawei (opzionali). È facile da installare, grazie al peso ridotto che consente l'installazione anche da una sola persona, e dispone di un connettore CA ottimizzato per un cablaggio rapido, supportando la configurazione dell'inverter con un solo clic. Sicuro e affidabile, è dotato di protezioni elettroniche integrate sia per corrente alternata che continua, e con un grado di protezione IP65, garantisce raffreddamento naturale e massima sicurezza.

Gli inverter Foxess sono progettati con precisione per garantire massime prestazioni, efficienza, affidabilità e longevità. Utilizzando solo componenti di altissima qualità provenienti dai principali produttori mondiali, Foxess assicura una lunga durata di vita dei suoi inverter. Un aspetto distintivo degli inverter Foxess è il sistema di raffreddamento innovativo: incorporano un dissipatore di calore e un'aletta di raffreddamento dal design unico, integrata direttamente nell'involucro dell'inverter. Questo design a stella dell'aletta di raffreddamento crea una superficie maggiore, aumentando notevolmente l'efficacia del raffreddamento e garantendo il contatto ottimale con i componenti che generano calore. Queste caratteristiche fanno degli inverter Foxess una scelta eccellente per chi cerca affidabilità e prestazioni elevate nel proprio impianto fotovoltaico.

Conclusione

Dato l'importante ruolo che l'inverter svolge e la sua rilevanza nella spesa totale per l'acquisto di un impianto fotovoltaico, è fondamentale individuare l'inverter più adatto alle proprie esigenze.

Se desideri scoprire il tuo impianto fotovoltaico personalizzato con il miglior inverter in base alle tue specifiche necessità, ti invitiamo a compilare il nostro test online. Ci vorranno solamente due minuti 😉