Solar Park 2.0 aumenta la produzione fotovoltaica in condizioni sfavorevoli

Ombre, sporco e usura riducono notevolmente la resa dei grandi impianti fotovoltaici. Da un nuovo progetto tedesco un sistema per ridurre queste perdite

produzione fotovoltaica
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Solar Park 2.0: una resa maggiore a parità di superficie

(Rinnovabili.it) – La produzione fotovoltaica riveste oggi un ruolo essenziale non solo ai fini della transizione energetica ma anche nel percorso europeo per l’indipendenza dalle importazioni fossili. Tuttavia, come spiega Nina Munzke, ricercatrice del Karlsruhe Institute of Technology (KIT), trovare aree nuove e sempre più grandi per questi impianti è un problema. Soprattutto in zone ad alta densità demografica. Ecco perché Munzke e i colleghi stanno cercando un modo per utilizzare lo spazio disponibile nella maniera più efficiente possibile. Nasce da questo intento il progetto Solar Park 2.0, iniziativa finanziata Ministero federale dell’economia e della protezione del clima e che coinvolge sei partner differenti tra università e aziende. Lanciato ufficialmente a luglio 2022, il progetto ha tre anni di tempo per sviluppare soluzioni e componenti elettronici per grandi sistemi fotovoltaici. “Vogliamo aumentare la produzione di energia degli impianti solari in condizioni sfavorevoli, come ombra, sporco o invecchiamento, ottimizzando l’efficienza e la resa energetica”, afferma Munzke.

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Per impiegare un modulo fotovoltaico al massimo delle sue possibilità, quest’ultimo deve lavorare vicino al suo punto di massima potenza (Maximum Power Point-MPP). “L’uscita del modulo è il prodotto della corrente per il livello di tensione. All’MPP, la produzione è più alta, il che significa che viene raggiunta il massimo rendimento possibile”, sottolinea Lukas Stefanski del KIT. Ma non si tratta di un “punto fisso”. L’MMP è infatti soggetto agli effetti di una serie di fattori, dalla temperatura alla pozione del pannello rispetto al sole. Pertanto, un funzionamento ottimale richiede una regolazione continua della tensione. A questo scopo – spiega l’Istituto tedesco – vengono applicati ottimizzatori specializzati o MPPT che inseguono la massima potenza. Tuttavia, tale tracciamento nei circuiti convenzionali avviene principalmente nell’inverter centrale. E quando più moduli solari sono collegati in serie a formare delle stringhe e queste sono connesse in parallelo, ogni perdita di efficienza in un singolo pannello si riflette sull’intera struttura.

Nuovi componenti elettronici per aumentare la produzione fotovoltaica

Per superare il problema, il progetto Solar Park 2.0 ha testato un nuovo circuito chiamato HiLEM (acronimo di High Efficiency Low Effort MPPT) e brevettato da KIT. Questo circuito sostituisce le scatole combinate che normalmente vengono applicate per il collegamento in parallelo delle stringhe e consente un efficiente MPPT a livello di stringa. La combinazione di un circuito HiLEM con nuovi ottimizzatori di potenza sviluppati congiuntamente dall’Università di scienze applicate di Karlsruhe e dalle società di BRC e PREMA, partner del progetto, permette inoltre di inseguire il punto massimo di potenza simultaneamente sia a livello di stringa che di modulo. “Questo non solo aumenta il rendimento dell’impianto fotovoltaico, ma anche la vita utile. Allo stesso tempo, i costi operativi vengono ridotti“, spiega Stefanski. I nuovi componenti di ottimizzazione dovrebbero essere valutati in due impianti di prova fotovoltaici da 30 kW ciascuno. L’iniziativa mirerà anche allo sviluppo di un metodo supportato dall’intelligenza artificiale per prevedere la produzione fotovoltaica sulla base dei dati operativi. 

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