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Il Maximum Power Point Tracker negli inverter per il fotovoltaico

MPPT Maximum Power Point Tracker

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L’irraggiamento solare su un pannello fotovoltaico ha carattere fortemente variabile, essendo dipendente dalla posizione del sole rispetto al pannello stesso. Per di più puo divenire estremamente variabile, essendo influenzato dalla presenza-assenza del sole quindi da nubi o da ombre. Una cella di un pannello fotovoltaico esibisce, per vari valori dell’irraggiamento solare, e per vari valori della temperatura, una famiglia di curve caratteristiche del tipo in figura qui sotto. In particolare nella figura si vedono tre curve, in grassetto corrispondenti a tre valori (1000, 800, 600 W/m2) della potenza radiante del sole.

curve caratteristiche delle celle

Su ogni curva caratteristica esiste uno ed un solo punto tale per cui è massimizzato il trasferimento di potenza verso un ipotetico carico alimentato dal modulo fotovoltaico. Il punto di massima potenza corrisponde alla coppia tensione-corrente tale per cui è massimo il prodotto V*I, dove V è il valore della tensione ai morsetti del modulo e I è la corrente che circola nel circuito ottenuto chiudendo il modulo su un ipotetico carico (ricordiamo che V x I esprime la potenza).

Sempre con riferimento alla figura precedente, il prodotto V*I è rappresentato per i tre valori dell’irraggiamento solare di cui sopra, tramite le tre curve a tratto più sottile.
Come si vede, in accordo con quanto detto prima, tali curve esibiscono un massimo.
Ad es. per 1000W/m2, il punto di massima potenza corrisponde ad un valore di tensione pari a circa 36V e corrente di circa 5,5A.

Chiaramente, se si riesce a massimizzare la potenza erogata dall'impianto, si riesce a sfruttarlo al meglio, sia che questo sia connesso alla rete, sia stand-alone.

L’ MPPT è un dispositivo integrato negli inverter che, tipicamente, ad ogni istante legge i valori di tensione e corrente, ne calcola il prodotto (cioè la potenza in Watt) e, provocando piccole variazioni nei parametri di conversione (duty cycle), è in grado di stabilire per confronto se il modulo fotovoltaico sta lavorando in condizioni di massima potenza oppure no. A seconda del “responso” agisce ancora sul circuito per portare l’impianto in tale condizione ottimale.
Il motivo per cui gli MPPT sono utilizzati è semplice: un impianto fotovoltaico senza MPPT può funzionare comunque, ma a parità di irraggiamento solare fornisce meno energia.

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