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- Guido
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Comprendere un impianto ibrido
Scrivo queste note destinate soprattutto a chi analizza un nuovo impianto ibrido (inverter FTV + accumulo) e desidera verificarne il funzionamento, ma non ha esperienza precedente.
Tutti gli inverter ibridi sono oggi dotati di un sistema di monitoraggio “cloud”, dove la macchina invia i suoi dati ad un server dell’azienda, che fornisce poi il servizio di analisi tramite APP e PORTALE.
Alcuni inverter hanno anche un display di controllo che puo’ servire per comodità quando si è vicini alla macchina, o all’avviamento, o in caso di interruzioni varie (ad es. problemi col router, con Internet, ecc.).
Il display locale è una caratteristica fondamentale che qualifica gli inverter migliori : tuttavia va subito segnalato che i dati tra esso e il cloud possono differire, perché c’è un ritardo di trasmissione tra la macchina e il server. Questo ritardo cambia a seconda della macchina, della sua configurazione e della situazione : è di solito compreso tra 5 e 10 minuti, però un problema internet lo può a volte rallentare.
I miei suggerimenti per punti :
1. non prendere mai il dato istantaneo come indicazione completa di un funzionamento. Esso è solo una fotografia di un attimo, mentre il funzionamento complessivo si rileva dai grafici.
Il sistema è dinamico, con diversi valori (tensioni, correnti, potenze prodotte e assorbite, frequenze,…) che rilevate in un momento di passaggio possono sembrare incoerenti. Piccole incoerenze spesso prodotte anche da arrotondamenti o errori delle funzioni di calcolo.
Prima di dedurre che vi siano malfunzioni, vanno quindi scartati tutti i possibili errori di misura, sia istantanei che progressivi.
Esempio : un sistema di ns. cliente con accumuli particolari mostrava una curva di scarica troppo repentina – da
2. L’ibrido è un sistema volutamente e necessariamente LENTO. Se ad esempio vogliamo testare una misura di carichi, accendiamo un dispositivo noto – ad es. un forno da 1 kW - e vedremo “subito” che la macchina lo rileva (sul display, si vede subito, sul cloud dopo 5 minuti).
Tuttavia, la reazione – nell’esempio, attingere alla batteria per alimentare quel carico – può non essere immediata. Ciò potrebbe essere dovuto alla necessità di preservare la batteria che, magari, in quel momento era in carica : a tutti gli accumuli al Litio, pur molto “elastici” si cerca di evitare le troppo frequenti inversioni carica/scarica per evitarne il degrado.
3. Per una corretta analisi, è sempre necessario valutare almeno 24 ore – ma meglio qualche giorno – dove sia noto il tempo atmosferico, e dove vi sia un tempo consistente di sole, specie di insolazione intorno a mezzogiorno. In Italia piove in media per circa 70 giorni sui 365 annui.
4. il sistema ibrido somma diverse complessità e funzionalità :
- l’MPPT, logica che permette di trovare dinamicamente il punto di miglior funzionamento del generatore variabile dato dal campo FTV.
- i carichi, ovviamente incostanti anche se a volte prevedibili
- l’accumulo, tipicamente utilizzato per un macrociclo quotidiano 100%-0%, ma che ha la possibilità di più cicli di carica e scarica, anche in intervalli più ridotti
- la manutenzione anche straordinaria delle batterie, su impulso del loro BMS o dell’inverter. In sostanza, un accumulo può aver bisogno di essere caricato e/o scaricato completamente per garantirne l’efficienza (ciò accade tipicamente d’inverno quando, con poco sole, la carica quotidiana è scarsa)
- la funzione EPS (Emergency Power Supply) ed anche eventuali riserve di carica destinate a quella situazione
5. Lo zero immissione.
In sistemi IN ISOLA assoluta, o in mancanza di allaccio alla rete (tempi iniziali in cui si impedisce l’immissione in rete), il sistema lavora “IN INSEGUIMENTO DEI CARICHI”, ovvero non produce se non c’è nulla che consumi, e se la batteria ha raggiunto il 100%
In figura a lato, una giornata di inseguimento in impianto in isola assoluta, con batteria poco utilizzata (sempre tra l’80 e il 100% di SOC).
Qui invece (sempre in isola) la batteria è stata usata per due cicli – al 100% al mattino, poi scaricata, e poi ricaricata a sera (però nessun consumo notturno).
Il dimensionamento di una batteria si basa su una prima approssimazione, con eventuali possibili integrazioni successive.
Il sistema è corretto se permette di “superare la notte” nel maggior numero di notti possibili E se talvolta ci sono carichi diurni cui contribuisce.
Quello dell’esempio qui a lato è un impianto di ottimo funzionamento.
- tetto da 12 kWp con inverter NUOVO di potenza nominale identica
- batteria da 6 kWh (carica/scarica a 100A = 5 kW)
Al mattino parte la carica poco prima delle 8:00, e si conclude verso le 9:30. Naturalmente durante la carica ci sono sempre alcuni consumi, e il sole si incrementa man mano. Perciò la carica (energia sole meno assorbimento carichi) dura da una a due ore (in caso ideale in 6/5 = 72 minuti).
Durante il giorno, la produzione molto alta (l’esposizione a Sud è perfetta) di 8 – 10 kW copre gli scarsi consumi (da
Intorno alle 19 inizia qualche carico in più (un forno per la cena?), e la batteria inizia ad erogare, passando dal 100% al 30% all’alba (ore 6:00), a copertura dei carichi notturni.
SI tratta quindi di (0,7 * 6) circa 4,2 kWh di consumi notturni perfettamente coperti dalle batterie, e perciò dal sole.
Problemi di rete pubblica
Negli impianti connessi, l’eccesso di produzione viene ceduto in rete al distributore (solitamente e-Distribuzione – Enel), e compensato secondo il piano specifico (scambio sul posto, ritiro dedicato, … formule diverse per la stessa logica).
Può capitare però che la rete abbia problemi (di solito sovratensioni o frequenze fuori tolleranza) per cui l’inverter NON PUO’ IMMETTERE e cessa quindi per qualche minuto, riprovando poi in attesa che lo squilibrio sia rientrato. In questo caso, la malfunzione è della rete e si potrebbe (se certa e frequente) chiederne la sistemazione.
C’è anche il caso in cui la rete sia in grave difetto per un periodo, e venga sostituita da un generatore (che Enel mette al solito in luogo di una cabina di distribuzione). In quel caso l’immissione non è proprio fisicamente possibile.
(Guido Salvestroni - Verona, 10 mag 2024)
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