Che cos'è un protettore di tensione?

Un protettore di tensione è un dispositivo elettrico che protegge un sistema di alimentazione o un apparecchio dagli effetti dannosi delle fluttuazioni di tensione, comprese le sovratensioni e le sottotensioni.

Le fonti di energia, in particolare la rete, sono soggette a interruzioni. Queste si manifestano sotto forma di livelli di tensione troppo alti o troppo bassi. Queste variazioni possono danneggiare i circuiti sensibili e gli apparecchi elettrici.

Un dispositivo di protezione della tensione si collega all'alimentazione in serie e monitora la tensione; se questa diventa troppo alta o troppo bassa, interrompe il flusso di energia. Ripristina l'energia in un secondo momento, quando la tensione torna normale.

Che cos'è un limitatore di sovratensione?

Un limitatore di sovratensione è un dispositivo in grado di assorbire picchi di tensione improvvisi e di breve durata. In particolare, protegge un sistema di alimentazione o un apparecchio dai danni reindirizzando la corrente risultante verso terra.

Una sovratensione è un aumento improvviso della tensione che si verifica momentaneamente, nell'arco di un milionesimo di secondo, ma che può causare gravi danni ai sistemi di alimentazione e ai carichi collegati.

Diversi eventi causano impulsi transitori, tra cui i fulmini e le interruzioni di carico, oppure l'accensione o lo spegnimento di carichi pesanti.

Un soppressore o un protettore di sovratensione cortocircuita l'energia in eccesso verso terra, utilizzando componenti la cui resistenza è elevata in caso di tensione standard e bassa in caso di picchi o impulsi di tensione più elevati.

Protettore di tensione vs. protettore di sovratensione

Se entrambi servono come dispositivi di protezione dell'alimentazione, in che cosa si differenziano i dispositivi di protezione dalle sovratensioni e dalla tensione? Questa sezione li mette a confronto su questi fronti: progettazione, funzione, funzionamento, classificazione e usi o applicazioni specifiche.

Design

Un limitatore di sovratensione per la protezione di un sistema di alimentazione ha all'incirca le dimensioni dei dispositivi di protezione dei quadri elettrici convenzionali, con terminali sul lato superiore e inferiore per i vari collegamenti dei fili.

La versione ridotta (per la protezione degli apparecchi) è quella in cui iniziano a manifestarsi le variazioni di design. I tipi di dispositivi di protezione dalle sovratensioni di questa classe vanno dai dispositivi plug-in da inserire nelle prese di corrente alle ciabatte e ai dispositivi autonomi.

Il protettore di tensione presenta variazioni limitate nel design. In genere si tratta di un dispositivo compatto delle dimensioni di un normale quadro di servizio o di distribuzione, con uno schermo digitale e pulsanti di regolazione sul lato anteriore per impostare i livelli di tensione.

Funzione

Un regolatore di tensione protegge i circuiti più delicati da livelli di tensione troppo alti o troppo bassi. Monitora costantemente la tensione e interrompe l'alimentazione se rileva una variazione. In questo modo, il dispositivo impedisce che le fluttuazioni di potenza causino danni immediati o nel tempo.

Lo scopo principale dei limitatori di sovratensione è proprio questo: proteggere dalle sovratensioni. Proteggono il sistema di alimentazione o gli apparecchi elettrici da tensioni eccessive causate da fulmini e altre cause di disturbo della rete.

Lavoro

I dispositivi di protezione della tensione utilizzano una combinazione di componenti elettronici per salvaguardare le apparecchiature e i sistemi elettrici. Interrompono l'alimentazione se rilevano una variazione della tensione. I dispositivi di protezione dalle sovracorrenti non interrompono l'alimentazione. Al contrario, dirigono l'energia in eccesso verso terra.

Alcuni tipi di dispositivi di protezione dalle sovratensioni possono utilizzare varistori a ossido metallico, o MOV in breve, per salvaguardare i circuiti o i tubi di scarico. Altri utilizzano diodi di ripartizione. La maggior parte dei dispositivi di protezione dalle sovratensioni in uso oggi sono basati su MOV. Ecco come funzionano:

• Quando la tensione è quella prevista, la resistenza del MOV è elevata.
• La corrente scorre quindi nei circuiti necessari per alimentare i carichi.
• In caso di sovratensione improvvisa, il MOV diventa un conduttore.
• La corrente eccessiva passa ora momentaneamente attraverso il MOV fino a terra.
• Quando la tensione torna normale, il MOV diventa nuovamente un resistore.
• I tubi a scarica di gas e i diodi funzionano in modo simile.

Valutazione

Sia i dispositivi di protezione dalla tensione che quelli di protezione dalle sovratensioni sono ampiamente dimensionati, a seconda dell'uso specifico. Tuttavia, il tipo di protezione dalle sovratensioni ha generalmente un rating più elevato rispetto a quello dei dispositivi di protezione dalla tensione.

Le sovratensioni transitorie possono essere molto più elevate della tensione di rete standard, a volte fino a diverse migliaia di volt. I dispositivi di protezione dalle sovratensioni devono essere in grado di resistere.

D'altra parte, un protettore di sotto o sovratensione è costruito per gestire le fluttuazioni e di solito ha un rating inferiore. Detto questo, è bene notare che i valori nominali variano molto da un protettore all'altro.

Applicazione

I deviatori di sovratensione sono comunemente installati nel punto di ingresso del servizio per proteggere l'intero sistema di alimentazione. Possono essere collocati anche nei sottopannelli per proteggere i circuiti secondari o la parte a monte di un apparecchio elettrico.

I dispositivi di protezione della tensione sono tipicamente dispositivi di protezione di sistemi e apparecchi. Proteggono i prodotti elettrici ed elettronici sensibili come TV, computer, frigoriferi, ecc. 

Protettore di tensione o protettore di sovratensione: Quando usarli

Sapere quando e dove utilizzare l'uno o l'altro dispositivo può essere fonte di confusione, dato che i loro scopi sono simili in un sistema energetico. Ora che abbiamo visto le loro differenze, ecco un approfondimento sulle applicazioni di ciascuna apparecchiatura elettrica.

Quando è necessario un protettore di tensione?

I protettori di tensione vengono utilizzati nelle case per proteggere i dispositivi elettronici e gli apparecchi elettrici. Negli uffici e negli edifici commerciali, proteggono i vari dispositivi dalle fluttuazioni di tensione.

Utilizzateli se la vostra regione è soggetta a frequenti disturbi di rete che possono far salire o scendere la tensione a livelli non sicuri. Sono necessari anche se la vostra zona è soggetta a sovratensioni causate da temporali o altre fonti.

Quando è necessario un limitatore di sovratensione?

I limitatori di sovratensione sono utilizzati principalmente per offrire una protezione dell'intera linea. Conducono a terra le sovratensioni transitorie e resistono a tensioni e correnti elevate.

Utilizzateli se la vostra casa è soggetta a fulmini o se le interruzioni di rete sono frequenti e altre interruzioni. Se vivete nei pressi di un grande impianto di produzione, ne avete bisogno, perché è probabile che gli sbalzi di tensione siano regolari.

Conclusione

I dispositivi di protezione da sovratensioni e da tensioni proteggono entrambi i componenti del sistema elettrico, compresi gli elettrodomestici, dai danni causati dai disturbi della rete. Tuttavia, anche se è così, i due dispositivi differiscono per diversi aspetti. Quando si utilizza uno dei due prodotti, è bene conoscere queste differenze, comprese le applicazioni specifiche in un sistema di alimentazione.

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Come funziona un sistema di accumulo di energia a batteria?

Un sistema di accumulo a batteria utilizza dispositivi elettrochimici per immagazzinare energia elettrica. Cattura l'energia in una reazione chimica reversibile (carica) e la rilascia quando serve (scarica).

L'energia rilasciata alimenta un circuito esterno o un'apparecchiatura elettrica, come i carichi elettrici di un'abitazione, di un edificio commerciale o della rete elettrica di una società di servizi.

È possibile utilizzare diverse fonti di energia per caricare le batterie di accumulo. Tra queste, la rete e le fonti rinnovabili come l'energia solare ed eolica. I sistemi di energia rinnovabile richiedono maggiormente le batterie di accumulo poiché la loro produzione di energia è intermittente.

Componenti del sistema di accumulo di energia a batteria

Come abbiamo visto, il funzionamento di un sistema di accumulo a batteria, dal processo di carica a quello di scarica per rilasciare l'energia immagazzinata, dipende dal funzionamento di vari componenti. Tra questi vi sono i seguenti:

• Celle della batteria
• Sistema di gestione della batteria
• Sistema di conversione di potenza
• Sistema di gestione dell'energia
• Sistema di gestione termica
• Sistema di sicurezza
• Apparecchiature di comando e dispositivi di protezione
• Involucro
• Sistema di comunicazione

Celle della batteria

Si riferiscono alle singole unità che compongono la batteria. Combinate e racchiuse in un telaio, diverse celle formano un modulo. A seconda della capacità richiesta, diversi moduli vengono uniti in pile per formare un rack.

Le celle delle batterie di accumulo possono essere di diversi tipi, a seconda dei composti chimici dell'elettrolita e dei tipi di elettrodi utilizzati. Le opzioni più diffuse sono i sistemi di accumulo agli ioni di litio e al piombo acido. Altre sono le batterie sodio-zolfo e le batterie di flusso.

Sistema di gestione della batteria

Il sistema di gestione delle batterie di accumulo dell'energia (BMS) consiste in un'elettronica che monitora lo stato di salute della batteria in tempo reale. Controlla la corrente, la tensione e altri parametri operativi della batteria, come la temperatura e lo stato di carica.

La funzione del sistema BMS è quella di proteggere le celle della batteria da eventuali danni. Ad esempio, assicura che l'accumulatore non si sovraccarichi o sottocarichi. Inoltre, impedisce il surriscaldamento delle batterie bilanciandone il funzionamento e mantenendolo entro livelli di sicurezza.

Sistema di conversione di potenza

I sistemi di accumulo a batteria rilasciano l'energia sotto forma di corrente continua o di corrente di rete. Nella maggior parte delle applicazioni, il carico è alimentato a corrente alternata. Ciò richiede un sistema di conversione, abbreviato in PCS.

Il dispositivo di conversione dell'energia cambia l'alimentazione da CC a CA o corrente alternata. La corrente alternata è un tipo di corrente elettrica più utilizzabile per l'alimentazione di apparecchi elettrici o per la stabilizzazione della rete elettrica.

Il tipico inverter di un sistema di accumulo di energia utilizza una combinazione di dispositivi elettrici ed elettronici per garantire una trasformazione fluida dell'energia. Inoltre, si collega a varie altre parti del sistema BESS.

Sistema di gestione dell'energia

Il controllo del flusso di energia in entrata e in uscita dalla batteria di accumulo è essenziale per garantire un utilizzo efficiente del sistema. Questo controllo richiede un sistema di gestione dell'energia, o in breve EMS.

L'EMS regola il funzionamento dell'inverter mentre converte la corrente continua in corrente alternata, ottimizzando le sue prestazioni e l'intero sistema. In altre parole, questi componenti di un sistema di accumulo di energia a batteria assicurano che l'intero sistema funzioni come dovrebbe per produrre l'energia elettrica necessaria.

Sistema di gestione termica

Con la corrente che scorre nei suoi circuiti, un sistema di accumulo di energia si riscalda senza dubbio. Se il riscaldamento dovesse rimanere incontrollato, le temperature potrebbero raggiungere livelli pericolosi. Anche la durata della batteria si ridurrebbe.

Il sistema di gestione del calore raffredda il sistema di accumulo, garantendone il funzionamento entro un intervallo di temperatura sicuro. Comprende ventole e altri dispositivi o metodi di raffreddamento, come il raffreddamento a liquido e le ventole.

Il tipo di sistema di gestione termica dell'accumulo di energia a batteria da utilizzare dipende dalle dimensioni dell'installazione, dalla capacità energetica e da altri fattori come il tipo di batteria.

Sistema di sicurezza

A volte, i sistemi BMS e EMS non riescono a contenere i livelli elevati di temperatura. In queste situazioni, interviene un sistema di soppressione degli incendi per evitare che le fiamme si propaghino.

Il sistema antincendio può basarsi su diverse tecnologie per sapere quando attivarsi. Le opzioni standard sono rilevatori di fumo, sensori di calore e rilevatori di gas specializzati.

In alcune installazioni, le misure di sicurezza comprendono l'alloggiamento del sistema di stoccaggio in una stanza o in un contenitore sicuro e l'installazione di telecamere a circuito chiuso. In questo modo si garantisce il funzionamento sicuro del sistema e si evita che persone non autorizzate ne manomettano il funzionamento.

Apparecchiature di comando e protezione

Qualsiasi impianto elettrico deve essere dotato di quadri e dispositivi di protezione elettrica. Il sistema di accumulo non fa eccezione. Questi componenti del sistema di accumulo di energia a batteria comprendono interruttori, commutatori e apparecchiature simili.

I dispositivi di protezione proteggono il sistema dai guasti elettrici e vari tipi di interruttori garantiscono connessioni e disconnessioni sicure. Questi componenti dei BESS sono utili anche per isolare l'accumulo dalla rete quando necessario.

Alcuni componenti del quadro sono manuali, mentre altri sono automatizzati. I dispositivi di commutazione automatici eliminano i guasti elettrici per proteggere il sistema, mentre i dispositivi azionati manualmente consentono di effettuare interventi di manutenzione e riparazione.

Rack e armadietti

Un sistema di accumulo a batterie è costituito principalmente da un insieme di batterie collegate. Dopo l'installazione, queste vengono posizionate su rack per fissarle. Le batterie sono di grandi dimensioni e sono alloggiate in grandi contenitori in un sistema di accumulo di energia a batteria industriale.

Gli alloggiamenti delle batterie nelle grandi installazioni sono in genere dotati di sistemi di raffreddamento. Questo perché tali accumulatori generano calore che, se non controllato, potrebbe raggiungere livelli catastrofici.

Sistema di comunicazione

Diversi componenti del sistema di accumulo di energia a batteria (BESS), come l'inverter, il BMS o l'EMS, devono comunicare per scambiare informazioni critiche.

L'intero BESS potrebbe anche dover comunicare con sistemi e apparecchiature esterne, come i contatori e il sistema di controllo centrale.

Oltre a garantire il buon funzionamento dell'impianto, il sistema di comunicazione consente di controllare l'intero sistema o parti di esso e di eseguire varie funzioni come l'avvio/arresto, la programmazione di attività e la diagnostica.

Diversi componenti facilitano questo scambio di informazioni. Essi comprendono vari circuiti, software e algoritmi di monitoraggio e controllo e apparecchiature wireless.

Conclusione

Questi componenti per l'accumulo di energia a batteria assicurano che tutto funzioni in modo sicuro, ottimale ed entro i livelli prestabiliti. Soprattutto, proteggono il sistema di accumulo, prolungandone la durata. Come abbiamo visto, i componenti comprendono algoritmi specifici per l'applicazione, circuiti elettronici e apparecchiature elettriche o elettroniche.

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Che cos'è un sistema di accumulo di energia a batteria?

Un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) è una configurazione che consente di catturare l'energia elettrica, immagazzinarla in una o più batterie e rilasciarla in un secondo momento quando se ne ha bisogno. Le dimensioni variano dalle piccole unità per uso domestico alle grandi configurazioni BESS per le esigenze di energia industriale.

Il cuore di un BESS è un dispositivo elettrochimico composto da celle o moduli di batterie. Questo dispositivo ricava l'energia da una fonte rinnovabile come l'energia solare ed eolica, o anche dalla rete elettrica, e la immagazzina in forma chimica.

Nel corso degli anni, gli scienziati hanno sviluppato diverse tecnologie di batterie per conservare l'energia elettrica. Queste si differenziano per molti aspetti, tra cui il tipo di composti chimici utilizzati, il costo, la durata, l'impatto ambientale, ecc.

Tipi di sistemi di accumulo di energia a batteria

Sono disponibili alcuni tipi di batterie per l'accumulo di energia, raggruppati in base alla chimica di accumulo. Si tratta di batterie agli ioni di litio, al piombo, al nichel-cadmio, al sodio-zolfo e a flusso.

Sistema di accumulo a batterie agli ioni di litio

Come suggerisce il nome, la batteria agli ioni di litio utilizza sali di litio come elettrolita. L'elettrodo catodico è un composto di litio, mentre l'anodo è tipicamente grafite.

Le opzioni per i catodi variano dal fosfato di ferro di litio e dall'ossido di cobalto di litio all'ossido di manganese, il cui tipo a base di ossido di manganese offre caratteristiche migliori e trova impiego preferenziale in applicazioni specializzate.

Sebbene sia un'opzione più costosa, il LI-ion è uno dei tipi di BESS più utilizzati, con impieghi diversi che vanno dalle abitazioni ai settori commerciali e industriali.

Vantaggi

• Peso ridotto
• Più piccole di altri tipi di batterie di accumulo
• Alta efficienza (fino a 95%)
• Si carica rapidamente
• Elevata capacità energetica
• Elevata profondità di scarica che può arrivare fino a 90% di capacità totale
• Dura a lungo (5-30 anni, a seconda del tipo di catodo)

Applicazioni

• Utilizzato nei sistemi di accumulo di energia rinnovabile
• Veicoli elettrici (EV)
• Vari prodotti elettronici di consumo (telefoni cellulari, computer portatili, ecc.)
• Utensili elettrici portatili     

Sistema di accumulo con batterie al piombo

Questi sistemi BESS utilizzano batterie composte da elettrodi di piombo e acido solforico (H2SO4) come elettrolita. Il tipico BESS basato sul piombo dura tra i 5 e i 10 anni, ma richiede una manutenzione regolare nel corso della sua vita.

Le batterie di accumulo al piombo sono anche meno efficienti di quelle agli ioni di litio (circa 85%) e hanno un basso DOD di circa 50%. Inoltre, per essere mantenute, necessitano di una ricarica periodica quando non vengono utilizzate per periodi prolungati.

In compenso, queste batterie di accumulo offrono diversi vantaggi, tra cui l'economicità e la possibilità di produrre correnti più elevate senza subire danni.

Vantaggi

• Economicamente vantaggioso
• Sicuro e affidabile
• Può fornire elevate correnti di breve durata
• Offre un'ampia gamma di temperature di esercizio

Applicazioni

• Sistemi di accumulo solare
• Per l'avviamento di auto e altri veicoli
• Gruppi di continuità (UPS)

Sistema di accumulo con batterie al nichel-cadmio

Le batterie al nichel-cadmio hanno un anodo di ossido di nichel con un separatore di idrossido di nichel. Il catodo è costituito da cadmio metallico e l'elettrolita è l'idrossido di potassio, un alcalino.

È bene notare che, oltre a quella al cadmio, una batteria di accumulo al nichel può essere del tipo a idruri. La batteria al nichel idruro utilizza un idruro (una lega in grado di assorbire idrogeno) per l'elettrodo negativo al posto del cadmio.

Il tipo di idruro delle batterie di accumulo a base di nichel offre migliori proprietà, tra cui una maggiore densità energetica e il rispetto dell'ambiente.

Vantaggi

• Può resistere a diversi livelli di temperatura
• Alta affidabilità
• Si carica rapidamente
• Alto DOD, o profondità di scarico
• Lunga durata di vita

Applicazioni

• Sistemi di energia rinnovabile
• Sistemi di illuminazione di emergenza o di riserva
• Utensili elettrici portatili e altri dispositivi

Sistema di accumulo a batterie sodio-zolfo

Questi sistemi di accumulo a batteria utilizzano sodio fuso per il catodo e zolfo liquido per l'anodo o elettrodo negativo. L'elettrolita è l'allumina di sodio, che deve fondere per consentire agli ioni di muoversi tra gli elettrodi.

Poiché utilizza materiali liquidi, questa batteria funziona a temperature più elevate, superiori a 300 gradi Celsius, e include riscaldatori per liquefare l'elettrolita solido.

La densità energetica dei sistemi BESS sodio-zolfo è paragonabile a quella delle batterie agli ioni di litio, ma hanno una durata di vita inferiore e richiedono livelli di calore elevati per liquefare l'elettrolita solido di sodio.

Vantaggi

• Alta densità di energia
• Livello di alta efficienza fino a 90%
• Un DOD elevato (80%)
• Utilizza materiali a basso costo
• Una lunga durata di vita fino a 10 anni

Applicazioni

• Come sistemi di alimentazione di backup per centri dati e applicazioni simili
• Negli impianti di energia rinnovabile
• Nei sistemi di distribuzione dell'energia elettrica per stabilizzare la potenza in uscita

Sistema di accumulo a batteria a flusso

Due serbatoi contengono l'elettrolita in un sistema di accumulo a batteria di flusso, con una membrana a scambio ionico che li separa per facilitare la reazione che immagazzina l'energia.

Durante la carica, la corrente ossida i composti chimici di un contenitore e riduce quelli dell'altro. Le reazioni convertono la corrente di carica in energia chimica immagazzinata.

Sono disponibili diverse tecnologie per i BESS a flusso in base alle sostanze chimiche utilizzate per l'elettrolita. Può essere una soluzione di ioni di vanadio o di zinco-bromo. La batteria può anche essere del tipo ferro-cromo.

Vantaggi

• Lunga durata di circa 20 anni (circa 10.000 cicli di ricarica)
• Più sicuro di altri tipi di BESS (utilizza materiali non infiammabili e non tossici)
• Un livello di efficienza relativamente alto (circa 80%)
• Elevata capacità di accumulo di energia
• Tempo di ricarica breve
• Altamente scalabile aumentando l'elettrolita

Applicazioni

• Sistemi di backup o di stoccaggio di emergenza
• Stabilizzazione della rete
• Sistemi di energia rinnovabile
• Nei veicoli elettrici

Conclusione

Nel mondo attuale, in cui l'energia rinnovabile è la norma, le batterie di accumulo stanno diventando sempre più importanti. Oggi è possibile scegliere tra diversi sistemi di accumulo basati su batterie agli ioni di litio e al piombo, batterie al sodio-zolfo e batterie di flusso. Come illustrato in questa guida, ognuno di questi tipi di BESS ha i suoi vantaggi e la scelta dipenderà dalle esigenze del progetto.

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Per combattere questo problema, gli ingegneri hanno sviluppato diversi metodi e tecnologie e una delle soluzioni più avanzate è il filtro armonico attivo.

In questo post ci immergeremo nell'affascinante mondo dei filtri armonici attivi, esplorandone i principi di funzionamento, i vantaggi, le applicazioni e le differenze rispetto ai filtri armonici passivi.

Che cos'è un filtro armonico attivo?

Prima di addentrarci nei dettagli, definiamo cos'è un filtro armonico attivo. In parole povere, un filtro armonico attivo è un dispositivo progettato per mitigare distorsioni armoniche in un sistema elettrico.

Queste distorsioni, causate da carichi non lineari come gli azionamenti a frequenza variabile, i computer e l'illuminazione a LED, possono portare a fluttuazioni di tensione, aumento delle perdite e surriscaldamento delle apparecchiature.

I filtri attivi per le armoniche sono i supereroi del mondo della qualità dell'energia, che intervengono per salvare la situazione rilevando e neutralizzando queste armoniche in tempo reale.

Principio di funzionamento del filtro armonico attivo

I filtri armonici attivi sono controllati da un sistema ad anello chiuso in tempo reale che tiene costantemente sotto controllo la rete elettrica. È così che esercitano il loro potere:

1. Misura di corrente e tensione: Il filtro armonico attivo misura innanzitutto la corrente e la tensione nel punto di connessione alla rete. Questi dati sono fondamentali per determinare il contenuto armonico e il fattore di potenza del carico.

2. Rilevamento delle armoniche:Il filtro analizza i dati per identificare le specifiche frequenze armoniche presenti nel sistema. Questo è un aspetto cruciale, perché armoniche diverse richiedono azioni correttive diverse.

3. Generazione di armoniche controattive: Una volta identificate le armoniche, il filtro armonico attivo genera correnti armoniche controattive, esattamente fuori fase rispetto alle armoniche incriminate. Queste correnti controattive annullano efficacemente le distorsioni indesiderate, riportando la forma d'onda alla sua forma sinusoidale ideale.

4. Correzione in tempo reale: Questo processo è continuo e si adatta ai cambiamenti dei carichi e delle armoniche in tempo reale. Il filtro attivo per le armoniche agisce come un guardiano intelligente, adattandosi alle esigenze in evoluzione del sistema elettrico.

5. Miglioramento del fattore di potenza:Oltre alle armoniche, i filtri attivi per le armoniche contribuiscono a migliorare il fattore di potenza, assicurando un uso efficiente dell'energia elettrica e riducendo le penali imposte dalle società di servizi per un basso fattore di potenza.

Vantaggi del filtro armonico attivo

I filtri armonici attivi offrono una serie di vantaggi che li rendono la scelta preferita in molte applicazioni:

1. Mitigazione precisa delle armoniche: Essendo basati su un meccanismo di controllo ad anello chiuso, i filtri armonici attivi sono estremamente precisi nell'eliminazione delle armoniche. Questa precisione garantisce una qualità dell'energia sempre elevata.

2. Correzione in tempo reale: I filtri attivi per le armoniche sono più efficaci ed efficienti di quelli passivi perché possono adattarsi rapidamente ai cambiamenti della rete elettrica.

3. Miglioramento del fattore di potenza: Questi filtri contribuiscono a migliorare il fattore di potenza, riducendo la pressione sul sistema di distribuzione dell'energia, con conseguenti risparmi energetici e bollette più basse.

4. Riduzione dello stress dell'apparecchiatura: Eliminando le armoniche e le distorsioni di tensione, i filtri armonici attivi prolungano la durata di vita delle apparecchiature sensibili, riducendo i costi di manutenzione.

5. Risparmio sui costi: Sebbene i filtri attivi per le armoniche abbiano un costo iniziale più elevato, i vantaggi a lungo termine, tra cui la riduzione dei tempi di inattività, il risparmio energetico e la longevità delle apparecchiature, li rendono una soluzione economicamente vantaggiosa.

6. Conformità: Aiutano le strutture a rispettare gli standard e le normative internazionali sulla qualità dell'energia, garantendo un'alimentazione costante e affidabile.

Applicazione dei filtri armonici attivi

I filtri attivi per le armoniche trovano un'ampia gamma di applicazioni in vari settori in cui la qualità dell'alimentazione è fondamentale. Alcune applicazioni comuni includono

1. Strutture industriali: Gli impianti di produzione, soprattutto quelli con azionamenti a velocità variabile e altri carichi non lineari, traggono notevoli vantaggi dai filtri armonici attivi. Garantiscono l'affidabilità dei macchinari, riducono i costi di manutenzione e migliorano l'efficienza complessiva del sistema.

2. Centri dati: I centri dati si basano su un'alimentazione elettrica ininterrotta. Filtri armonici attivi svolgono un ruolo fondamentale nel mantenere la qualità dell'alimentazione, nel ridurre il rischio di perdita di dati e nel garantire la longevità delle apparecchiature IT.

3. Edifici commerciali: Nei complessi di uffici, negozi e ospedali, i filtri attivi per le armoniche contribuiscono a mantenere stabile l'alimentazione elettrica, assicurando il funzionamento dei sistemi HVAC, degli ascensori e delle apparecchiature mediche sensibili.

4. Impianti di energia rinnovabile:I parchi eolici e solari possono generare armoniche a causa della variabilità della loro potenza in uscita. I filtri attivi per le armoniche sono utilizzati per garantire un'iniezione pulita di energia nella rete, evitando disturbi e assicurando la stabilità della rete.

5. Impianti di trattamento delle acque reflue:In questi impianti, pompe, soffianti e varie apparecchiature di processo introducono armoniche. I filtri attivi per le armoniche contribuiscono a mantenere un funzionamento efficiente e a ridurre il consumo energetico.

Qual è la differenza tra filtri armonici attivi e passivi?

Per apprezzare appieno il ruolo dei filtri armonici attivi, è essenziale capire come si differenziano dai filtri armonici passivi:

1. Tempo reale vs. Statico:I filtri attivi monitorano e si adattano continuamente alle mutevoli esigenze del sistema elettrico in tempo reale, mentre i filtri passivi, come i condensatori shunt o gli induttori, forniscono un livello fisso di correzione.

2. Flessibilità: In grado di ridurre un ampio spettro di frequenze armoniche, i filtri attivi sono incredibilmente adattabili. D'altra parte, i filtri passivi potrebbero non funzionare in ogni circostanza perché sono destinati a particolari frequenze armoniche.

3. Dimensioni e peso: Rispetto alle loro controparti passive, i filtri attivi sono in genere più piccoli e leggeri. Sono quindi più utili negli scenari in cui lo spazio è limitato.

4. Costo iniziale vs. benefici a lungo termine:In generale, i filtri attivi per le armoniche sono inizialmente più costosi dei filtri passivi. In molti casi, però, i vantaggi a lungo termine, come il risparmio energetico e la protezione delle apparecchiature, superano i costi iniziali.

5. Manutenzione: Mentre i filtri attivi richiedono ispezioni e aggiornamenti regolari per garantire un funzionamento ottimale, i filtri passivi non richiedono una manutenzione continua.

6. Gestione dei sovraccarichi: I filtri attivi possono gestire meglio i sovraccarichi temporanei grazie al loro controllo in tempo reale, rendendoli più robusti in ambienti elettrici dinamici.

Conclusione

Quando si parla di qualità dell'energia, i filtri armonici attivi sono rivoluzionari. Il loro metodo adattabile e in tempo reale per ridurre le armoniche e aumentare i fattori di potenza li rende uno strumento essenziale per diversi settori.

I vantaggi a lungo termine, come la riduzione dei tempi di inattività, il risparmio energetico e la maggiore durata delle apparecchiature, li rendono un investimento saggio anche se il costo iniziale potrebbe essere maggiore.

I filtri attivi per le armoniche funzionano come protezioni affidabili in un mondo in cui i sistemi elettrici sono sempre più complessi, garantendo che l'energia da cui dipendiamo sia pulita, costante ed efficace.

Con le loro applicazioni che spaziano dagli impianti industriali ai centri dati e alle installazioni di energia rinnovabile, l'importanza dei filtri armonici attivi nel nostro mondo moderno non può essere sopravvalutata.

Poiché continuiamo a chiedere di più ai nostri sistemi elettrici, questi dispositivi svolgeranno un ruolo ancora più significativo nel plasmare il futuro della qualità dell'alimentazione e dell'efficienza energetica.

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L'esistenza di armoniche è uno dei problemi che i sistemi elettrici incontrano frequentemente. Queste armoniche possono causare diversi problemi, come un aumento dei costi energetici, danni alle apparecchiature e una riduzione dell'efficienza del sistema elettrico.

Per risolvere questi problemi sono state sviluppate molte tecnologie e soluzioni e il generatore statico di var (SVG) è uno dei principali protagonisti di questo settore.

Principio di funzionamento del generatore statico di Var

Per apprezzare l'importanza di SVG, è necessario comprenderne il funzionamento. Il sistema elettrico distorsione armonica e i fattori di potenza sono gestiti da un generatore statico a tasso variabile. Una componente chiave dell'efficienza di un sistema elettrico è il fattore di potenza, che misura il grado di trasformazione dell'energia elettrica in lavoro utile.

 ​Correzione del fattore di potenza

Prima di parlare dei principi di funzionamento dei generatori statici di tensione, diamo una breve occhiata al fattore di potenza. La correzione del fattore di potenza è il processo di aumento del fattore di potenza di un sistema elettrico. Un'efficienza ideale di 1 è rappresentata da un fattore di potenza pari a 0 su una scala standard. Un fattore di potenza pari a 1 significa che tutta l'energia fornita al sistema viene utilizzata in modo efficace, mentre un fattore di potenza inferiore a 1 indica un'inefficienza dovuta a fattori quali carichi induttivi o capacitivi.

In molte applicazioni industriali e commerciali, carichi come motori, trasformatori e illuminazione fluorescente possono creare carichi induttivi che portano a un fattore di potenza in ritardo (in genere inferiore a 1). Un fattore di potenza in ritardo si traduce in potenza reattiva, che non contribuisce al lavoro utile ma deve comunque essere fornita dall'azienda. Questo non solo comporta un aumento dei costi energetici, ma riduce anche l'efficienza complessiva del sistema elettrico.

Attenuazione della distorsione armonica

La distorsione armonica si riferisce alla presenza di frequenze armoniche indesiderate nel sistema elettrico. Queste armoniche sono solitamente multipli interi della frequenza fondamentale (ad esempio, 60 Hz negli Stati Uniti). La distorsione armonica è causata principalmente da carichi non lineari come azionamenti a velocità variabile, raddrizzatori e alimentatori a commutazione. Quando le armoniche sono presenti, possono causare una serie di problemi, tra cui la distorsione della tensione, l'aumento del calore delle apparecchiature e la riduzione della loro durata.

Analizziamo ora il funzionamento di SVG per risolvere questi problemi.

SVG come dispositivo di correzione del fattore di potenza

I generatori statici varici sono utilizzati principalmente per la correzione del fattore di potenza. Sono progettati per gestire il flusso di potenza reattiva nei sistemi elettrici, assicurando che venga fornita o assorbita secondo le necessità per mantenere un fattore di potenza quasi unitario. Ciò significa che gli SVG possono contribuire a ridurre l'onere della fornitura di potenza reattiva e a migliorare l'efficienza complessiva del sistema.

Il componente chiave di un SVG è il suo convertitore elettronico di potenza, che può generare o assorbire potenza reattiva a seconda delle necessità. Quando il sistema ha un fattore di potenza in ritardo, che indica un eccesso di potenza reattiva, l'SVG assorbe questo eccesso, riducendo il fattore di potenza in ritardo verso l'unità. Al contrario, quando il sistema ha un fattore di potenza in eccesso, che indica una carenza di potenza reattiva, l'SVG può generare potenza reattiva per bilanciare il sistema e mantenere un fattore di potenza prossimo a 1.

 SVG come filtro armonico

I generatori statici di var possono anche fungere da filtri armonici. In questa veste, mitigano attivamente la distorsione armonica nel sistema. Il convertitore elettronico di potenza nell'SVG può iniettare una corrente di compensazione nel sistema per neutralizzare le correnti armoniche create da carichi non lineari.

A tal fine, l'SVG monitora continuamente il contenuto di armoniche del sistema e produce una corrente di compensazione della stessa ampiezza ma di fase opposta per annullare le armoniche. Questa regolazione dinamica contribuisce a mantenere una forma d'onda sinusoidale pulita e a proteggere le apparecchiature sensibili dagli effetti negativi delle armoniche.

Vantaggi del filtro armonico attivo

L'uso di filtri armonici attivi, di cui gli SVG sono un ottimo esempio, offre diversi vantaggi notevoli ai sistemi elettrici e alle strutture che servono.

 Miglioramento della qualità dell'alimentazione

Il vantaggio più evidente dei filtri armonici attivi è il miglioramento della qualità dell'alimentazione. Attenuando attivamente le armoniche e correggendo i fattori di potenza, questi filtri garantiscono una fornitura elettrica stabile e pulita. Ciò si traduce in una significativa riduzione della distorsione di tensione, riducendo al minimo il rischio di malfunzionamenti delle apparecchiature e migliorando le prestazioni complessive dei dispositivi sensibili.

Efficienza energetica

I filtri armonici attivi possono contribuire a migliorare l'efficienza energetica in diversi modi. Riducendo il fabbisogno di potenza reattiva da parte dell'azienda, riducono le perdite di energia. Inoltre, consentono alle apparecchiature di funzionare in modo più efficiente mantenendo un fattore di potenza prossimo all'unità. Ciò si traduce in bollette energetiche più basse e in una riduzione dell'impatto ambientale.

 Protezione delle apparecchiature

La presenza di armoniche può essere dannosa per le apparecchiature elettriche. Può provocare surriscaldamento, riduzione della durata di vita delle apparecchiature e, in alcuni casi, guasti catastrofici. I filtri attivi per le armoniche svolgono un ruolo cruciale nel proteggere le apparecchiature da questi effetti dannosi, assicurando che le risorse dell'impianto rimangano in buone condizioni di funzionamento.

​Conformità agli standard

In molti paesi e regioni sono in vigore norme e standard rigorosi per garantire la qualità dell'alimentazione. I filtri armonici attivi aiutano le strutture a soddisfare questi requisiti controllando efficacemente il fattore di potenza e la distorsione armonica. La conformità non solo evita potenziali sanzioni, ma garantisce anche un'alimentazione affidabile e stabile.

Risparmio sui costi

Sebbene l'installazione di filtri armonici attivi come gli SVG comporti un costo iniziale, i risparmi a lungo termine possono essere notevoli. Bollette energetiche più basse, riduzione dei costi di manutenzione e prolungamento della durata di vita delle apparecchiature sono tutti fattori che contribuiscono a un interessante ritorno sull'investimento.

Applicazioni tipiche dei filtri armonici attivi

I filtri attivi per le armoniche, compresi gli SVG, trovano applicazione in una serie di settori e impianti in cui la qualità dell'alimentazione e l'efficienza sono fondamentali. Alcune applicazioni tipiche includono:

 ​Impianti di produzione

Gli ambienti di produzione hanno spesso una moltitudine di carichi non lineari, come azionamenti a frequenza variabile, saldatrici e macchine CNC. Questi carichi sono noti per la creazione di armoniche che possono causare problemi di qualità dell'alimentazione. I filtri attivi per le armoniche vengono impiegati per garantire una qualità dell'alimentazione stabile, ridurre al minimo i tempi di fermo delle apparecchiature e ottimizzare l'utilizzo dell'energia.

 Centri dati

I data center sono molto sensibili ai disturbi della qualità dell'alimentazione. Qualsiasi interruzione dell'alimentazione può causare perdite di dati e guasti al sistema. I filtri armonici attivi sono utilizzati per proteggere dalla distorsione della tensione e garantire il funzionamento continuo delle infrastrutture IT critiche.

 Edifici commerciali

Negli edifici commerciali, numerosi carichi, tra cui illuminazione, sistemi HVAC e ascensori, possono causare problemi di qualità dell'alimentazione. I filtri armonici attivi aiutano a mantenere la qualità dell'alimentazione, a ridurre i costi energetici e a proteggere i sistemi dell'edificio.

Sistemi di energia rinnovabile

Con la crescente diffusione di fonti di energia rinnovabili come il solare e l'eolico, i filtri armonici attivi svolgono un ruolo fondamentale nel garantire la qualità dell'energia generata e immessa in rete. Contribuiscono a regolare la produzione di queste fonti energetiche intermittenti, rendendole più affidabili ed efficienti.

 Grandi impianti industriali

I grandi impianti industriali con un'ampia gamma di macchinari e processi devono spesso affrontare sfide legate alla qualità dell'alimentazione. I filtri attivi per le armoniche sono utilizzati per gestire i fattori di potenza e mitigare le armoniche, migliorando l'efficienza e la protezione delle apparecchiature.

Conclusione

In un mondo in cui la domanda di elettricità è in costante aumento, il mantenimento della qualità e dell'efficienza dell'energia è di fondamentale importanza. Il generatore statico di var (SVG) e altri filtri armonici attivi svolgono un ruolo fondamentale nel raggiungimento di questi obiettivi. Gestendo attivamente i fattori di potenza e attenuando la distorsione armonica, questi dispositivi migliorano l'affidabilità dei sistemi elettrici, riducono i costi energetici e proteggono le apparecchiature sensibili.

I vantaggi dei filtri armonici attivi si estendono a diversi settori, dalla produzione ai data center, dagli edifici commerciali ai sistemi di energia rinnovabile. Garantiscono il rispetto degli standard di qualità dell'alimentazione, consentendo alle strutture di funzionare senza problemi, di ridurre i costi operativi e di contribuire a un futuro più sostenibile.

Con l'avanzare della tecnologia, possiamo aspettarci soluzioni sempre più sofisticate ed efficienti per la gestione della qualità dell'energia e la mitigazione delle armoniche. L'SVG e le sue controparti sono all'avanguardia in queste innovazioni, con un impatto significativo sul modo in cui sfruttiamo e utilizziamo l'energia elettrica.

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La qualità dell'energia è uno dei fattori più importanti dell'ingegneria elettrica. Mantenere una fornitura di energia elettrica costante, affidabile e di alta qualità è necessario per far funzionare senza problemi il nostro mondo contemporaneo. In questo articolo ci addentreremo nell'affascinante argomento della qualità dell'alimentazione.discutere la sua importanza, le variabili chiave che lo influenzano e la praticasoluzioni per la qualità dell'energia problemi.

 L'importanza della qualità dell'alimentazione

 Alimentazione affidabile

Nella sua forma più elementare, gli standard di qualità dell'alimentazione si riferiscono all'affidabilità dell'alimentazione elettrica. Il mantenimento di eccellenti standard di qualità dell'energia elettrica diventa particolarmente importante in una società in cui le aziende, i servizi e la tecnologia dipendono sempre più da un'alimentazione costante.fornitura di energia elettrica. Qualsiasi interruzione o distorsione dell'alimentazione può comportare una perdita di produttività, danni monetari o persino possibili rischi per la sicurezza.

 Impatto economico

I problemi relativi ai parametri di qualità dell'alimentazione possono avere gravi conseguenze economiche, oltre a rappresentare un fastidio tecnico. Le aziende rischiano di subire danni alle apparecchiature, perdite di produzione e maggiori spese di manutenzione quando si verificano interruzioni di corrente causate da armoniche, cali di tensione o sovratensioni. Per questo motivo, economie stabili e in crescita sono strettamente associate a una qualità affidabile dell'elettricità.

Impatto sulle apparecchiature elettriche

L'effetto degli standard di qualità dell'alimentazione sulle apparecchiature elettriche è uno dei segni più evidenti della sua importanza. Una scarsa qualità dell'alimentazione può causare danni o malfunzionamenti a dispositivi elettronici sensibili, come computer, apparecchiature mediche e macchinari di produzione. Inoltre, se questi dispositivi sono frequentemente esposti a interruzioni di corrente, la loro durata può ridursi notevolmente.

 Considerazioni ambientali

L'ecosistema può subire impatti imprevisti a causa della scarsa qualità dell'energia elettrica. Ad esempio, l'uso eccessivo di energia, spesso causato da problemi di qualità, può comportare un maggiore consumo di energia, con conseguente aumento delle emissioni di carbonio e maggiore richiesta di risorse naturali.

 ​Sicurezza pubblica

Un'altra componente cruciale della qualità dell'elettricità è la sicurezza. La posta in gioco è molto alta in alcuni settori, come le infrastrutture essenziali e la sanità. Una piccola interruzione di corrente può causare circostanze potenzialmente fatali. Garantire la qualità e l'affidabilità dell'alimentazione elettrica è quindi un requisito fondamentale in questi ambienti.

 Principali fattori che influenzano la qualità dell'alimentazione

 ​Fluttuazioni di tensione

Le fluttuazioni di tensione, note anche come abbassamenti e sovratensioni, sono comuni responsabili dei problemi di qualità dell'alimentazione. I cali di tensione si riferiscono a una riduzione temporanea dei livelli di tensione, mentre le sovratensioni indicano un aumento improvviso. Entrambi possono causare danni alle apparecchiature, riduzione dell'efficienza e interruzioni operative.

 Armoniche

Le armoniche sono componenti di frequenza della forma d'onda elettrica che sono multipli interi della frequenza fondamentale. Possono distorcere la forma d'onda, causando problemi come il surriscaldamento delle apparecchiature e un fattore di potenza insufficiente. Le armoniche sono spesso introdotte da carichi non lineari, come gli azionamenti a velocità variabile e i dispositivi elettronici.

 I transitori

I transitori elettrici sono disturbi di breve durata e ad alta energia nell'alimentazione. Possono essere causati da fulmini, eventi di commutazione o anche dall'avvio di grandi apparecchiature. I transitori possono danneggiare le apparecchiature, interrompere le operazioni e, in alcuni casi, costituire un rischio di incendio.

 Variazioni di frequenza

Le variazioni di frequenza, o le deviazioni dallo standard di 50 o 60 Hz, possono disturbare il funzionamento di alcune apparecchiature, in particolare quelle che dipendono da una tempistica precisa, come gli orologi, alcuni azionamenti di motori e i sistemi di comunicazione.

 Fattore di potenza

Il fattore di potenza è una misura dell'efficacia con cui l'energia elettrica viene convertita in lavoro utile. Un fattore di potenza insufficiente può comportare sprechi di energia e un aumento dei costi delle utenze. La correzione del fattore di potenza è necessaria per migliorare l'efficienza dei sistemi elettrici.

 Rumore

I disturbi elettrici, spesso sotto forma di interferenze elettromagnetiche (EMI) e di radiofrequenze (RFI), possono influire negativamente sulle apparecchiature elettroniche e sui sistemi di comunicazione. Il rumore può disturbare i segnali, causando errori nei dati e prestazioni degradate.

Come risolvere i problemi di qualità dell'alimentazione

Affrontare i problemi di qualità dell'energia comporta un approccio multiforme, a seconda del problema specifico. Ecco alcune strategie comuni per risolvere i problemi di qualità dell'alimentazione:

 Regolazione della tensione

La regolazione della tensione consiste nel garantire che i livelli di tensione rimangano entro le tolleranze specificate. Ciò può essere ottenuto utilizzando regolatori di tensione e commutatori nei trasformatori. Stabilizzando la tensione, si possono attenuare i cali e le sovratensioni.

Filtraggio delle armoniche

Per affrontare i problemi delle armoniche, è possibile installare dei filtri per ridurre o eliminare la distorsione armonica. I filtri passivi, i filtri attivi e i filtri sintonizzati sono comunemente utilizzati per mitigare le armoniche, a seconda dell'applicazione.

 Protezione dalle sovratensioni

I dispositivi di protezione dalle sovratensioni, come i soppressori di sovratensione e gli scaricatori di fulmini, possono essere utilizzati per proteggere le apparecchiature da picchi di tensione transitori. Questi dispositivi deviano l'energia in eccesso dalle apparecchiature sensibili, evitando danni.

 ​Controllo della frequenza

I problemi legati alla frequenza possono essere attenuati utilizzando convertitori di frequenza e apparecchiature specializzate. Questi dispositivi aiutano a mantenere la frequenza richiesta per le apparecchiature sensibili alle variazioni di frequenza.

 ​Correzione del fattore di potenza

Per migliorare il fattore di potenza, è possibile installare condensatori di correzione del fattore di potenza. Questi condensatori contribuiscono a bilanciare la potenza reattiva e a ridurre la pressione sul sistema di distribuzione dell'energia.

 ​Soppressione del rumore

Il rumore elettrico può essere attenuato attraverso l'uso di schermature, messa a terra e filtri. Isolare le apparecchiature sensibili e garantire una messa a terra adeguata può ridurre al minimo l'impatto del rumore sulle prestazioni.

​Monitoraggio e analisi

Il monitoraggio continuo della qualità dell'energia è essenziale per identificare e risolvere tempestivamente i problemi. Gli analizzatori e i sistemi di monitoraggio della qualità dell'alimentazione forniscono dati in tempo reale, consentendo ai tecnici di intraprendere azioni preventive o correttive.

 ​Istruzione e formazione

La formazione dei dipendenti e del personale sulle migliori pratiche in materia di qualità dell'energia è fondamentale. Contribuisce a creare consapevolezza e garantisce che il personale sappia come rispondere efficacemente ai problemi di qualità dell'energia.

 Ridondanza del sistema

Per le operazioni critiche, è possibile implementare la ridondanza dei sistemi di alimentazione. In questo modo si garantisce che, in caso di problemi di qualità dell'energia, ci sia una fonte di backup per mantenere in funzione i sistemi essenziali.

  Conclusione

La qualità dell'alimentazione è un aspetto critico dell'ingegneria elettrica che ha un impatto diretto sull'affidabilità, l'efficienza e la sicurezza dei sistemi elettrici. Comprende un'ampia gamma di fattori, dalle fluttuazioni di tensione e le armoniche ai transitori e al rumore, che possono interrompere le operazioni, danneggiare le apparecchiature e causare perdite economiche.

Affrontare i problemi di qualità dell'alimentazione richiede un approccio globale che comprende sia misure proattive che risposte reattive. Dalla regolazione della tensione al filtraggio delle armoniche, dalla protezione dalle sovratensioni alla correzione del fattore di potenza, sono disponibili numerosi strumenti e tecniche per mitigare i problemi di qualità dell'alimentazione.

Con la crescente elettrificazione del nostro mondo e la sua dipendenza dalla tecnologia, l'importanza della qualità dell'alimentazione continuerà a crescere. Che si tratti di ambienti industriali, strutture sanitarie, centri dati o abitazioni quotidiane, un'alimentazione elettrica affidabile e di alta qualità è la linfa vitale della nostra società moderna. La comprensione, il monitoraggio e la risoluzione dei problemi di qualità dell'alimentazione sono quindi compiti fondamentali per gli ingegneri elettrici e per chiunque sia responsabile di sistemi elettrici. In questo modo possiamo garantire che le luci rimangano accese, che le macchine continuino a funzionare e che le nostre vite siano alimentate dai più alti standard di qualità.

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Che cos'è una scatola combinatore solare?

Per definizione, il combinatore solare è un tipo di involucro che unisce i fili provenienti dai moduli o dalle stringhe solari in un unico circuito. In altre parole, e proprio come dice il nome, combina l'uscita dei pannelli in un unico ingresso per l'inverter o il regolatore di carica.

La scatola può essere conosciuta anche con altri nomi, come scatola di giunzione solare, scatola di combinatore FV o combinatore di campo FV. A seconda dell'impianto e dei suoi componenti, la scatola può essere una CA o CC tipo: ecco ulteriori informazioni al riguardo.

Scatola combinatore CA solare

Questo tipo di combinatore fotovoltaico è costruito per funzionare con gli ingressi in corrente alternata, ovvero con l'energia in entrata sotto forma di corrente alternata. Assicura che le diverse tensioni non si combinino tra loro. fuori fasee che l'alimentazione in uscita sia sicura e regolare.

Scatola combinatore solare CC

Il combinatore solare CC è destinato all'uso con l'alimentazione CC. Funziona come il tipo a corrente alternata, ma è dotato di caratteristiche che lo rendono adatto all'applicazione a corrente continua. Pertanto, è possibile utilizzarlo solo se l'energia proveniente dal proprio array non è stata convertita in corrente alternata.

Come funziona un combinatore solare?

Il combinatore di stringhe solari è un involucro con grado di protezione IP che contiene i componenti necessari per consolidare gli ingressi separati dei pannelli solari. La corrente proveniente dai pannelli entra nella scatola attraverso delle aperture.

All'interno della scatola, gli ingressi incontrano dispositivi di protezione che assicurano sovracorrente e sovratensione Le situazioni sono risolte. L'alimentazione viene quindi convogliata a una sbarra collettrice. La sbarra combina le linee in una sola, prima di uscire dalla scatola.

Proprio come la scatola di giunzione di un sistema di alimentazione convenzionale, una scatola combinatore per l'energia solare è dotata di uno sportello di accesso frontale e di un modo per montarla a parete o su un'altra superficie.

Funzione della scatola combinatore solare

La funzione di un combinatore per pannelli solari è proprio quella di combinare le loro uscite in un unico circuito. A tal fine, è dotato di vari punti di ingresso per le singole stringhe e di una barra collettrice che serve a unire i circuiti. Questo è essenzialmente ciò che fa:

• Organizza i fili in modo che appaiano ordinati, professionali e facilmente identificabili.
• Nelle installazioni di grandi dimensioni, questi box aiutano a minimizzare i costi riducendo la quantità di manodopera e di cablaggi necessari.
• Oltre a combinare i fili dell'array, la scatola ospita anche dispositivi di protezione come gli interruttori automatici, protezione dalle sovratensioni dispositivi o disconnessioni, hardware di monitoraggio dell'array.

Componenti della scatola combinatore FV

All'interno di una scatola di combinatori solari si trovano i componenti che le consentono di svolgere in modo sicuro la sua funzione, ovvero di consolidare i singoli circuiti di stringa in uno solo. I componenti principali che si trovano in una scatola tipica includono interruttori, fusibili, dispositivi di protezione dalle sovratensioni, sezionatori e una barra collettrice.

1. Interruttore CC

Gli interruttori automatici contribuiscono a proteggere i circuiti che confluiscono nel combinatore da guasti elettrici che una tensione eccessiva può causare. Il loro numero e la loro potenza dipendono dalle dimensioni dell'impianto solare.

2. Fusibile solare

Come parte delle misure di protezione, i circuiti dell'array terminano in una serie di fusibili per la protezione delle stringhe. In caso di guasto, questi fusibili saltano e interrompono il circuito interessato. Anche in questo caso, i tipi di fusibili dipendono dalle dimensioni dei pannelli e delle stringhe.

3. Dispositivo di protezione dalle sovratensioni

L'SPD è anche uno dei componenti più importanti del combinatore fotovoltaico. Collega i circuiti a terra e protegge dalle sovratensioni elettriche che possono verificarsi.

4. Sezionatore CC

Si tratta di un interruttore che può essere utilizzato per scollegare rapidamente l'alimentazione in caso di necessità. L'interruttore può isolare una parte del sistema, sia in caso di emergenza che per motivi di manutenzione.

5. Sbarre

Si tratta di un conduttore meccanico (striscia o guida), il cui ruolo è quello di combinare i diversi circuiti in uno solo. Si trova essenzialmente dietro i componenti citati, dove tutti i fili vi confluiscono prima di raggiungere l'interruttore principale.

Altri componenti che possono essere inclusi sono: diodi di blocco per impedire la retroalimentazione, un dispositivo wireless per consentire la disconnessione dell'alimentazione da una postazione remota e un'apparecchiatura per monitorare le condizioni dell'array.

Avete bisogno di una scatola combinatore per i pannelli solari?

Se il vostro impianto fotovoltaico è composto da più di 3 stringhe collegate tra loro, dovete assolutamente raggruppare i cavi e i circuiti in modo sicuro. Questo soprattutto se i moduli sono collegati in parallelo e moltiplicare la quantità di corrente per garantirne la trasmissione sicura all'inverter o al regolatore di carica.

Se si utilizzano meno stringhe o una singola stringa, è possibile combinarle e proteggerle in modo sicuro a livello di inverter o caricabatterie, anche senza doverle far passare attraverso una scatola combinatrice. Detto questo, è fondamentale trovare il tipo di scatola combinatrice per campi solari adatto al proprio sistema. Questo è spiegato di seguito.

Come dimensionare la scatola del combinatore solare

Quando si acquista una scatola combinata per il proprio sistema, occorre prestare particolare attenzione alle dimensioni del campo. Infatti, ogni cassetta è specificamente progettata per una dimensione specifica del sistema. Ecco cosa occorre sapere:

• I produttori di combinatori solari spesso realizzano scatole in grado di ospitare 3 o più stringhe.
• Per dimensionare correttamente la scatola, determinare il numero di stringhe del sistema e utilizzarlo per trovare la dimensione minima della scatola.
• Il riquadro viene dimensionato anche in base alla stringa tensione e corrente livelli
• Si consiglia inoltre di prendere in considerazione eventuali aggiornamenti futuri.
• Se si intende aggiungere altre stringhe in un secondo momento, si consideri la possibilità di trovare una scatola che possa ospitare ulteriori interruttori.

Conclusione

Il combinatore solare è un dispositivo plug and play già preconfigurato, che lo rende facile da installare e utilizzare. Disponibile in diverse dimensioni, la scatola è anche facile da personalizzare per il vostro sistema. Questo si aggiunge ai suoi numerosi vantaggi, tra cui la protezione dei dispositivi, la riduzione dei costi in termini di manodopera e di cablaggio e l'organizzazione dei fili.

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Che cos'è un contattore CA

Il contattore CA è un tipo di dispositivo elettrico che, utilizzando un circuito a bassa tensione, può attivare e disattivare sistemi ad alta potenza. Utilizza essenzialmente un meccanismo elettromagnetico che, se eccitato, provoca la chiusura dei contatti ad alta energia.

AC significa che il contattore funziona con un circuito a corrente alternata. Ciò è in contrasto con i contattori CC che sono destinati all'uso con sistemi elettrici a corrente continua. Come si può intuire, si tratta di un dispositivo di commutazione comune quando si utilizza la rete per alimentare l'alta tensione. carichi elettrici.

Cosa fa un contattore CA?

La funzione principale dei contattori CA è quella di isolare le apparecchiature o i sistemi ad alta energia dai loro circuiti di controllo. In questo modo, l'azione di commutazione avviene in modo sicuro senza danneggiare i delicati componenti di controllo.

Ad esempio, quando viene utilizzato con un motore elettrico, l'interruttore protegge il Il PLC e le sue parti contro l'alimentazione ad alta energia che alimenta il motore. Inoltre, consente all'operatore di monitorare in sicurezza il funzionamento del motore.

Parti del contattore CA

All'interno del contattore per corrente alternata si trovano le parti che ne rendono possibile il funzionamento. Queste includono principalmente: la bobina e il suo nucleo (elettromagnete), i contatti di potenza e ausiliari, i terminali e l'involucro o la custodia.

Bobina del contattore

La bobina del contattore CA è responsabile della creazione del campo magnetico che provoca il movimento e la chiusura dei contatti di potenza. Avvolto attorno a un nucleo magnetico a forma di E, riceve l'alimentazione dal circuito di controllo.

Quando è alimentata, la bobina genera un flusso magnetico. Il flusso viene amplificato dal nucleo magnetico. Questo, a sua volta, crea una forza magnetica che tira un'armatura per chiudere i contatti principali. La bobina è solitamente incollata con resina per proteggerla dagli effetti dell'umidità e di altri danni.

Contatti del contattore

Sono parti che si chiudono o si aprono per commutare o interrompere il flusso di corrente e sono classificati come statici o mobili. I contatti mobili si collegano all'armatura e si muovono quando la bobina viene eccitata. I contatti statici rimangono fermi.

Di solito è incluso anche un contatto ausiliario. Questo serve come contatto di feedback. La sua funzione è quella di aiutare l'hardware di controllo a monitorare lo stato di salute e il funzionamento del contattore. In altre parole, garantisce che l'azione di commutazione avvenga come richiesto.

Terminali del contattore

L'interruttore del contattore CA è dotato di terminali o punti di connessione a cui collegare i fili che vi entrano. Di solito sono etichettati per renderli identificabili in base alla loro funzione. Un tipico contattore di questo tipo avrà questi terminali:

• A1 e A2: per collegare l'alimentazione, detti anche terminali della bobina.
• LI, L2 e L3: collegare l'alimentazione alta a questi terminali.
• T1, T2 e T3Qui si collega il dispositivo da alimentare.

Alloggiamento del contattore

La custodia è l'involucro del contattore. Costituisce il rivestimento protettivo che protegge le parti menzionate e deve essere sufficientemente robusto per evitare danni.

Poiché il dispositivo funziona con tensioni e correnti elevate, anche l'alloggiamento è realizzato con un materiale isolante e sigillato in modo sicuro. In genere si tratta di nylon 6, plastica termoindurente, policarbonato e altri materiali simili.

Come funziona un contattore CA?

Il principio di funzionamento dei contattori in c.a. si basa sull'azione di un elettromagnete, o del flusso magnetico che una bobina crea quando conduce la corrente. In questo modo, il dispositivo può essere utilizzato come interruttore meccanico per l'attivazione o la disattivazione di circuiti pesanti.

Funzionamento del contattore CA

Ora che abbiamo compreso il suo principio di funzionamento, ecco in dettaglio le fasi di funzionamento del contattore, da quando viene premuto il pulsante di accensione a quando viene scollegato il circuito ad alta energia.

• Per attivare il contattore, si preme un pulsante. Questo invia energia alla bobina.
• La bobina si eccita, creando un campo che magnetizza il nucleo.
• Il nucleo magnetizzato attrae un'armatura.
• L'armatura è collegata a una serie di contatti mobili.
• Il suo movimento fa sì che i contatti mobili e fissi si avvicinino.
• Il collegamento chiude un circuito ad alta energia
• Un dispositivo o un sistema ad alta energia riceve energia e inizia a funzionare.
• Quando si interrompe la corrente al contattore, avviene il contrario.
• I contatti chiusi si aprono e il dispositivo o il sistema alimentato smette di funzionare.

È possibile utilizzare un contattore CA per la corrente continua?

Anche se è possibile, non è consigliabile utilizzare contattori CA in sistemi elettrici che utilizzano la corrente continua. I contattori basati sulla corrente alternata sono specificamente progettati per le correnti alternate e non necessitano di elaborate funzioni di spegnimento dell'arco elettrico, in quanto la corrente alternata è in grado di farlo.

Anche i contatti e la bobina non sono adatti per le correnti continue e sono per lo più di livello superiore rispetto a quelli dei contattori a corrente continua. Tenendo conto di queste differenze, ci si può aspettare che un contattore destinato alla corrente alternata non funzioni correttamente in un sistema a corrente continua. Potrebbe addirittura causare problemi di sicurezza o danneggiarsi.

Contattore CC vs. contattore CA

I contattori CA funzionano con sistemi elettrici CA, mentre i contattori CC sono utilizzati in sistemi CC. Questa è la caratteristica principale che distingue i due tipi di dispositivi. Altre differenze tra i due tipi di dispositivi sono le seguenti;

• Poiché funziona in corrente alternata, il contattore basato sulla corrente alternata è soggetto a perdite di energia da parte di Correnti indotte. Per evitare che ciò accada, il suo nucleo è normalmente a forma di E e composto da singole lastre di acciaio,
• Il nucleo del contattore CC, invece, è un elettromagnete solido a forma di "U". Questo perché non si generano correnti parassite quando il dispositivo è in funzione.
• Un contattore elettrico in c.a. è in grado di estinguere naturalmente gli archi e non richiede un meccanismo pronunciato per la soppressione dell'arco.
• Il tipo a corrente continua, invece, è dotato di un elaborato componente di spegnimento dell'arco costituito da una bobina di espulsione e da uno scivolo d'arco.
• I contattori in corrente continua hanno di solito un valore nominale inferiore a quello dei contattori in corrente alternata di dimensioni analoghe, sia in termini di tensione che di corrente.

Conclusione

Il Contattore CA è il tipo di contattore più comune, dato che molte apparecchiature e sistemi ad alta tensione utilizzano l'alimentazione in corrente alternata. Come abbiamo visto, il suo funzionamento si basa su un meccanismo elettromagnetico che lo rende robusto e affidabile. Questi dispositivi sono utilizzati soprattutto per accendere e controllare il funzionamento di grandi motori, ventilatori e qualsiasi sistema ad alta energia, come quelli utilizzati nei grandi circuiti di illuminazione e industriali.

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Che cos'è un pannello solare?

Il pannello solare è un dispositivo fotovoltaico di superficie e in grado di generare una tensione e corrente elettrica utilizzando i raggi del sole. Spesso lo si vede adornare i tetti delle case, delle aziende o posizionato vicino al terreno nelle fattorie solari.

Quando i pannelli solari sono collegati tra loro in un sistema fotovoltaico, vengono comunemente chiamati "campi solari" e sono collegati in un'unica struttura. serie o parallelo. Nella maggior parte dei casi, un array viene utilizzato per alimentare la casa o l'azienda. I pannelli singoli, invece, sono tipicamente utilizzati per far funzionare dispositivi singoli e a bassa potenza.

Di cosa sono fatti i pannelli solari?

Le parti principali di un pannello solare sono: la parte superiore in vetro temperato, l'incapsulamento, lo strato di celle solari, il telaio, la lastra posteriore, il telaio e la scatola di giunzione. Ecco ulteriori informazioni su di loro.

• Piano in vetro: Questo componente è costituito da un vetro resistente e da uno strato antiriflesso. Fornisce protezione e riduce al tempo stesso i riflessi.
• Incapsulamento: uno strato di protezione, solitamente in plastica, che scherma le celle che generano energia.
• Celle solari: è qui che avviene la generazione di energia elettrica.
• Foglio posteriore: il foglio posteriore del pannello solare offre protezione e isolamento elettrico.
• Telaio: Realizzato in alluminio per renderlo leggero, il telaio dei pannelli solari è destinato a offrire la forza strutturale di cui ha bisogno per rimanere unito.
• Scatola di giunzione: contiene i connettori e i cablaggi che aiutano a collegare il pannello ad altri pannelli e circuiti.

Tipi di pannelli solari

I produttori di pannelli solari utilizzano diverse tecnologie per realizzare il dispositivo. Questo dà origine a diversi tipi di pannelli con caratteristiche diverse. I tipi di pannello solare che si possono ottenere oggi sono i seguenti: pannello solare monocristallino, pannello solare policristallino, pannello solare a film sottile e pannello solare PERC.

Pannello monocristallino

Il pannello solare monocristallino è così chiamato per l'utilizzo di un singolo elemento, silicio puro cristalli nelle sue celle di generazione di energia. Per questo motivo, questi tipi di pannelli solari sono caratterizzati da un colore nero o scuro e da celle ottagonali.

Il pannello monocristallino è il più semplice di tutti i tipi di pannelli solari. È anche abbastanza efficiente, in quanto converte più luce solare in energia rispetto al tipo policristallino descritto di seguito. Tuttavia, rappresenta una sfida maggiore per la produzione e costa di più.

Pannello policristallino

Il pannello solare policristallino, come dice il nome stesso, presenta molti cristalli di silicio in una singola cella. Sebbene siano più facili da produrre, questi tipi di pannelli fotovoltaici sono meno efficienti, ovvero convertono meno luce solare in elettricità rispetto al tipo monocristallino.

Il pannello solare policristallino è anche meno costoso, dato che è più facile da produrre. In termini di applicazione, si adatta a situazioni meno impegnative, in cui l'economicità è più interessante di una maggiore efficienza di generazione di energia. I pannelli policristallini si riconoscono per il loro caratteristico colore blu.

Pannello a film sottile

Il pannello solare a film sottile è realizzato depositando uno strato (o più strati) di un materiale fotovoltaico su una superficie. La superficie può essere di vetro, plastica o metallo. D'altra parte, per lo strato fotosensibile possono essere utilizzati materiali diversi, dando origine a diversi sottotipi di pannello, tra cui:

• Pannello solare in silicio amorfo
• Pannelli solari al tellururo di cadmio
• Seleniuro di rame indio gallio

Rispetto ai tipi mono e policristallino, il pannello a film sottile è l'opzione meno efficiente. Come si può intuire, è anche il più conveniente. Oltre a essere leggero e disponibile come pannello flessibile da utilizzare in applicazioni uniche.

Pannello PERC

PERC significa Passivated Emitter and Rear Cell (emettitore passivato e cella posteriore). Questi tipi di pannelli solari sono caratterizzati da uno strato sottostante, o sul lato posteriore, che li fa chiamare anche "celle posteriori". Questo strato serve a riflettere la quantità di luce che altrimenti passerebbe attraverso un pannello tipico.

Grazie allo strato posteriore aggiunto, il pannello solare PERC è più efficiente. Normalmente, lo strato riflettente viene aggiunto al pannello monocristallino, aumentandone l'efficienza di generazione di energia a livelli ancora più elevati. Questo tipo di pannelli è utilizzato soprattutto nei sistemi commerciali di generazione di energia.

Come funzionano i pannelli solari?

Il funzionamento dei pannelli solari si basa in genere sul principio di fotoeccitazione. In questo caso, i pacchetti di energia luminosa (chiamati fotoni) eccitano e spostano gli elettroni dagli atomi di un materiale. In un pannello solare, questo provoca il passaggio di una corrente elettrica. La maggior parte dei pannelli odierni è costruita con il silicio, quindi questo è il materiale che illustra bene il funzionamento dei pannelli solari.

• Un tipico pannello solare è costituito da singole unità di generazione di energia (chiamate celle) collegate tra loro. Ogni cella è composta da due sottili strati di silicio.
• Uno strato (che costituisce la parte superiore) è costituito da un Tipo P semiconduttore ottenuto mediante drogaggio con fosforo.
• L'altro lato è quello drogato con boro per renderlo carente di elettroni e denominato Tipo N semiconduttore.
• Lo strato P ha un eccesso di elettroni, il che lo rende carico negativamente.
• Lo strato N contiene spazi vuoti per gli elettroni. Questi sono chiamati buchi.
• Quando vengono uniti, i due strati formano la cosiddetta giunzione PN.
• Questa giunzione crea un campo elettrico che permette agli elettroni di fluire solo in una direzione.

Lavorare passo dopo passo

Vediamo ora come funziona un pannello solare, passo dopo passo. Questo vi darà un'idea di cosa succede da quando il sole illumina il pannello a quando il vostro carico elettrico si accende.

• Quando la luce del sole colpisce la superficie del pannello solare, fa fuoriuscire gli elettroni dagli atomi di silicio.
• Gli elettroni abbattuti sono ora liberi di muoversi.
• Tuttavia, a causa del campo elettrico presente nella giunzione PN, questi elettroni non possono attraversare gli strati di silicio.
• Quando un circuito esterno viene collegato al pannello (carico), gli elettroni liberi possono ora trovare un percorso in cui fluire.
• Gli elettroni scorreranno quindi attraverso il carico grazie a diversi conduttori posti in corrispondenza di ciascuna cella.
• Questo crea la cosiddetta corrente elettrica

Il pannello solare funziona producendo la cosiddetta corrente continua. Questa può essere utilizzata solo da alcuni dispositivi. Per renderla più utilizzabile, la corrente viene trasformata in CA o corrente alternata. Ciò richiede l'uso di un dispositivo noto come inverter solare.

Come funzionano i pannelli solari di notte?

I pannelli solari possono funzionare di notte? Vediamo. Di notte il sole non splende. Poiché i pannelli dipendono dall'energia luminosa per funzionare, significa che non vengono rilasciati elettroni e che non scorre elettricità nel circuito esterno. In questo momento, il pannello non può alimentare il carico o caricare un sistema di accumulo.

Si noti che la quantità di elettricità prodotta dai pannelli solari è direttamente proporzionale alla quantità di luce che cade sulle celle. Al crepuscolo, questa quantità diminuisce notevolmente fino alle prime ore del mattino, quando la produzione aumenta gradualmente.

Utilizzi dei pannelli solari

Grazie alla capacità di produrre corrente dalla luce solare, i pannelli solari possono essere utilizzati per alimentare praticamente tutto ciò che utilizza l'elettricità, a condizione che la quantità di energia generata dal pannello rientri nel consumo di energia del dispositivo in questione. Gli usi tipici di un pannello solare sono i seguenti.

• Nelle case, i pannelli solari sono utilizzati per alimentare qualsiasi cosa, dalle luci agli elettrodomestici da cucina, dai sistemi HVAC a qualsiasi tipo di dispositivo elettrico.
• Le aziende possono anche installare pannelli di generazione di energia solare per alimentare vari carichi.
• I grandi parchi solari utilizzano pannelli di grandi dimensioni per generare elettricità da distribuire ai clienti.
• I pannelli solari vengono oggi utilizzati per fornire energia alle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici.
• Alcuni prodotti elettronici sono dotati di mini-pannelli solari che li alimentano. Si tratta di calcolatrici, radio e così via.
• I pannelli solari sono normalmente installati sui veicoli spaziali per aiutare a generare elettricità mentre si è nello spazio.

Conclusione

Il pannello solare, chiamato anche modulo fotovoltaico, è un dispositivo molto diffuso nel mondo moderno. Permette di generare energia pulita, oltre a fornire un modo meno costoso di produrre energia. Con l'evoluzione del mondo verso fonti di energia elettrica più ecologiche, i pannelli solari stanno diventando sempre più popolari e vengono utilizzati sia nelle case che nelle aziende.

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Che cos'è l'inverter off grid?

In parole povere, un inverter off grid è un tipo di inverter che funziona senza collegarsi alla rete. In altre parole, è un inverter che viene utilizzato in un sistema energetico autonomo e che funziona con un Alimentazione DC generazione o di un sistema di stoccaggio per garantire una fornitura costante di energia elettrica.

Significato di inverter off grid

Off grid significa non collegato alla rete elettrica di un'azienda di servizi. L'inverter off the grid è quindi l'opposto di un inverter grid tie che porta l'energia in eccesso alla rete elettrica principale o può prelevare energia da essa.

Inverter On Grid vs. Off Grid

La differenza principale tra un inverter on grid e uno off grid si vede nel modo in cui funzionano in un sistema energetico. Mentre gli inverter on grid possono alimentare o prelevare energia dalla rete, quelli off grid non possono farlo. Al contrario, il suo utilizzo è tipicamente legato alla generazione di energia e ai sistemi di accumulo.

Gli inverter off grid sono più adatti alle aree remote, mentre gli inverter grid tie sono più adatti alle aree urbane dove la rete elettrica è facilmente disponibile. Inoltre, gli inverter grid tie sono utilizzati per lo più senza accumulo, poiché possono prelevare l'elettricità dalla rete elettrica.

Come funzionano gli inverter off grid?

Un inverter off grid funziona come un qualsiasi altro tipo di inverter, convertendo Elettricità DC in ACe garantire che il sistema di energia in corrente continua sia in grado di alimentare i carichi in corrente alternata. L'unica differenza è che funziona indipendentemente dalla rete. Pertanto, è dotato di un numero inferiore di funzioni e connessioni rispetto agli inverter progettati per la connessione alla rete.

Detto questo, è possibile utilizzare il sistema di inverter off grid con o senza un sistema di accumulo. È anche pratica comune includere un generatore quando si utilizza l'inverter con le batterie di accumulo. Il generatore funge da backup in caso di guasto delle fonti principali, ad esempio quando si utilizza l'energia solare con tempo nuvoloso.

Inverter off grid con batteria di backup

Questo è il modo più diffuso di utilizzare un inverter off the grid. In questo sistema, l'inverter converte l'energia immagazzinata nelle batterie in corrente alternata, mentre la fonte principale fornisce l'energia da immagazzinare. Questo è ciò che accade quando si utilizza un inverter solare off grid con accumulo di batterie:

• Durante il giorno, quando il sole splende, i pannelli generano corrente.
• Il sistema di ricarica utilizza questa corrente per alimentare la batteria o le batterie solari.
• L'inverter, invece, preleva la corrente continua dalle batterie.
• Utilizzando i circuiti integrati e componenti elettronici, converte l'energia in corrente alternata utilizzabile.
• Questa soluzione garantisce che la casa o l'azienda siano costantemente alimentate, anche di notte quando non c'è il sole o quando il tempo è nuvoloso.

Inverter off grid senza batteria

Se si intende utilizzare l'inverter per alimentare carichi intermittenti, come la pompa dell'acqua o il sistema di irrigazione della casa, un sistema di accumulo potrebbe non essere necessario. Ad esempio, se si utilizza l'energia solare per irrigare le colture o il prato, l'alimentazione è necessaria solo durante il giorno. Ecco come funziona un inverter solare off grid senza batteria di backup:

• Quando il sole splende, i pannelli generano continuamente energia.
• L'inverter prende questa energia, che è sotto forma di corrente continua, e la converte in corrente alternata.
• La corrente alternata alimenta il carico o i carichi intermittenti.
• Di notte, l'inverter rimane inattivo.
• Durante il giorno il ciclo si ripete.

Inverter off grid con generatore di backup

È possibile utilizzare l'inverter off-grid con un generatore CC portatile o includerlo in un sistema solare come fonte di energia di backup. L'uso dell'inverter off-grid con il backup del generatore rende il sistema di generazione di energia più affidabile quando si tratta di alimentare la casa o l'azienda.

In questa configurazione, i pannelli generano energia per caricare un sistema di accumulo, mentre l'inverter converte la corrente continua dalla batteria in corrente elettrica per i carichi CA. Il generatore interviene solo quando la potenza generata dai pannelli è troppo bassa, ad esempio in caso di maltempo, o quando il sistema di accumulo è esaurito.

Dimensionamento dell'inverter off grid

I produttori di inverter off grid realizzano il prodotto in diverse taglie. Al momento dell'acquisto, quindi, è utile sapere come dimensionarlo correttamente. Si tratta di un fattore critico per l'affidabilità e l'efficienza del sistema energetico. I passaggi che seguono dovrebbero aiutarvi a trovare il miglior inverter off grid in base alle vostre esigenze energetiche.

1. Sommare i watt nominali delle apparecchiature o dei carichi per trovare il consumo totale di energia. Questo è il valore approssimativo della potenza continua per cui è necessario l'inverter. Di seguito è riportato un esempio di calcolo:

• 1 TV x 120 watt = 120 watt
• 5 lampadine x 20 watt = 100 watt
• 2 telefoni cellulari x 20 watt = 40 watt
• 1 portatile x 100 watt =100 watt
• Watt totali = 360 watt

2. Poiché nessun inverter è in grado di produrre energia con un'efficienza di 100%, dividere il consumo totale per l'efficienza stimata, o il cosiddetto fattore di potenza. In genere è compreso tra 70% e 80%. Assumendo un'efficienza di 80%, si ottiene 360 watt ÷ 0,80 = 480 watt per il vostro inverter off grid.

3. Si noti che se uno qualsiasi dei carichi richiede un corrente di partenza (AC, frigorifero, ecc.), è necessario dimensionare l'inverter off grid anche in questo senso. In genere, questo valore è da 3 a 5 volte superiore al wattaggio normale o continuo calcolato in precedenza.

4. Infine, gli standard del settore richiedono di scegliere un inverter con una potenza nominale 20%-25% superiore alle proprie esigenze di consumo. Questo vale sia per la corrente continua che per quella di picco.

Conclusione

L'inverter off grid è destinato ai sistemi di generazione di energia che non si collegano alla rete, come i sistemi solari autonomi. Spesso utilizzato al meglio con le batterie di accumulo, questo tipo di inverter è molto diffuso nelle aree remote o ovunque non sia disponibile la rete elettrica, come ad esempio nei campeggi. È anche semplice da usare, oltre a essere compatibile con diverse configurazioni energetiche.

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