1. La Corrente A Circuito Chiuso Prodotta Da Un Pannello Fotovoltaico
La corrente di corto circuito (indicata come Isc) è uno dei parametri fondamentali per descrivere il comportamento elettrico di un modulo fotovoltaico. Essa rappresenta la massima corrente che un pannello può generare quando i suoi terminali positivo e negativo vengono direttamente collegati fra loro, ovvero quando la resistenza del carico è zero. In questa condizione estrema, la tensione è praticamente nulla e la corrente è alla sua massima espressione.
Per conoscere il valore della Isc di un modulo, è possibile consultare il datasheet del produttore o leggere l’etichetta posta sul retro del pannello, dove normalmente vengono riportati tutti i principali parametri elettrici in condizioni standard (STC: 25 °C, 1.000 W/m² di irraggiamento, AM 1.5).
Tuttavia, per una verifica pratica, si può utilizzare un multimetro digitale (tester) impostato sulla modalità DC Ampere, con fondoscala di almeno 10 A. I puntali del multimetro, preferibilmente con pinzette a coccodrillo per una maggiore sicurezza, vanno collegati direttamente ai poli positivo e negativo del modulo fotovoltaico. È fondamentale che l’operazione venga eseguita quando il sole è alto nel cielo e la luce diretta è intensa, in modo da ottenere un valore rappresentativo della massima corrente che il pannello può erogare.
Questa procedura va ripetuta su tutti i moduli dell’impianto. Se uno di essi fornisce un valore sensibilmente più basso degli altri (a parità di esposizione), potrebbe indicare la presenza di un guasto, di un’ombreggiatura, o di un problema di connessione.
È importante sottolineare che la corrente di corto circuito non è la corrente operativa del pannello in condizioni normali di funzionamento, ma rappresenta una condizione limite utile per caratterizzare le prestazioni e per verificare il corretto funzionamento dei moduli prima dell’installazione o durante la manutenzione.
2. Misurare La Potenza Max (V x I) Di Un Pannello Fotovoltaico
Per determinare la massima potenza elettrica erogabile da un modulo fotovoltaico, non basta misurare solo la corrente di corto circuito. Bisogna infatti individuare il punto in cui si ottiene il prodotto massimo tra tensione e corrente, che corrisponde alla cosiddetta potenza di picco (Pmax), misurata in watt (W).
Questa misura si ottiene tracciando la curva I-V (corrente in funzione della tensione) del modulo. Per farlo, è necessario disporre di:
Due multimetri digitali (uno per la corrente e uno per la tensione)
Una resistenza variabile (reostato) o una serie di carichi resistivi noti
Cavi di collegamento sicuri e isolati
La procedura consiste nel collegare il pannello al carico resistivo tramite i multimetri, in modo da misurare contemporaneamente la corrente e la tensione in diverse condizioni operative.
Si parte con il carico aperto (resistenza infinita): la tensione sarà la massima (Voc, tensione a circuito aperto) e la corrente sarà zero.
Si regola progressivamente la resistenza, diminuendo il valore e misurando ogni volta tensione e corrente.
Si arriva infine a una resistenza nulla (corto circuito), dove si misura Isc, con tensione zero.
Tutti i punti misurati vengono poi riportati su un grafico corrente-tensione (I-V). Il punto in cui il prodotto tensione x corrente è massimo rappresenta il Maximum Power Point (MPP). Questo punto è fondamentale per ottimizzare il funzionamento dell’impianto fotovoltaico.
In quel punto, la potenza elettrica P = V x I raggiunge il suo valore massimo, ed è proprio questo il dato che viene riportato come potenza nominale del modulo (ad es. 370 Wp, dove “Wp” sta per “Watt peak”).
3. Cosa È La Corrente Di Potenza Di Picco Di Un Modulo Fotovoltaico
La corrente di potenza di picco, indicata generalmente come Imp o Ipp, è la corrente generata dal pannello nel punto di massima potenza (Maximum Power Point). Come abbiamo visto, a basse tensioni la corrente è elevata ma la potenza è bassa; a tensioni elevate, la corrente è bassa, per cui anche la potenza è bassa. Il valore massimo si ottiene a un punto intermedio della curva I-V, dove tensione e corrente si bilanciano per fornire il massimo prodotto.
La corrente Imp è uno dei dati riportati nel datasheet del pannello e cambia a seconda del modello, della tecnologia e del tipo di cella (monocristallino, policristallino, film sottile).
Un esempio tipico:
Voc (tensione a vuoto): 45 V
Isc (corrente di corto circuito): 10 A
Vmp (tensione al punto di massima potenza): 38 V
Imp (corrente al punto di massima potenza): 9,5 A
Imp varia con la temperatura e con l’irraggiamento solare. In particolare:
A temperature più basse, la tensione dei pannelli tende ad aumentare leggermente, mentre la corrente si mantiene stabile o aumenta leggermente.
A temperature più alte, tipiche delle giornate estive, la tensione diminuisce sensibilmente, mentre la corrente può salire leggermente. Il risultato è che la potenza complessiva cala, anche se il sole è alto.
Questa è una delle ragioni per cui un modulo FV da 400 Wp raramente produce quella potenza in condizioni reali: i 400 Wp sono misurati in condizioni standard (25 °C, 1.000 W/m²), ma in estate i pannelli raggiungono facilmente i 45-50 °C, riducendo il rendimento effettivo.
Conoscere Imp è essenziale per dimensionare correttamente gli inverter, i regolatori di carica e tutti i componenti elettrici dell’impianto, affinché lavorino in modo sicuro ed efficiente.
4. Il “Maximum Power Point Tracking” Con L’Architettura Distribuita
Nel funzionamento reale di un impianto fotovoltaico, le condizioni di irraggiamento e temperatura cambiano continuamente. Per questo motivo, il sistema ha bisogno di regolare dinamicamente il punto di lavoro dei moduli, in modo da estrarre sempre la massima potenza disponibile. Questo è il compito del Maximum Power Point Tracking (MPPT).
Gli inverter tradizionali (detti “centralizzati” o “a stringa”) dispongono di uno o più algoritmi MPPT che ricercano continuamente, tramite controllo elettronico, il punto di massima potenza dell’intera stringa. Tuttavia, questa tecnologia ha un limite: se anche un solo pannello della stringa è ombreggiato, sporco, inclinato diversamente o danneggiato, l’MPPT dell’inverter regola il punto di lavoro per tutta la stringa in funzione del pannello meno performante.
Per superare questo limite, sempre più impianti utilizzano l’architettura distribuita. In questa configurazione, ogni pannello è dotato di un proprio MPPT, grazie a:
Ottimizzatori di potenza: piccoli dispositivi DC-DC installati dietro ogni modulo
Microinverter: inverter in miniatura che trasformano direttamente la corrente continua (DC) in corrente alternata (AC) a livello di singolo pannello
Questa soluzione consente di gestire ogni modulo in modo autonomo, indipendentemente dagli altri. Ogni microinverter trova il punto di lavoro ottimale per il proprio pannello, massimizzando la produzione complessiva anche in presenza di condizioni non uniformi.
Un altro vantaggio importante è la maggiore flessibilità progettuale: si possono installare pannelli su falde diverse, con inclinazioni e orientamenti differenti, senza penalizzare la resa.
L’architettura distribuita si sta diffondendo rapidamente negli impianti residenziali e commerciali di piccola-media taglia, grazie anche al calo dei prezzi dei microinverter e alla semplicità di installazione.
5. Altri Vantaggi Dei Microinverter Rispetto Agli Inverter Normali
I microinverter non solo garantiscono una maggiore produzione di energia, ma offrono anche vantaggi pratici e strutturali che li rendono una scelta interessante per molte tipologie di impianto.
Maggiore durata
I microinverter di ultima generazione sono progettati per durare 20-25 anni, spesso con garanzia pari a quella dei pannelli stessi. Al contrario, gli inverter di stringa tradizionali hanno una durata media di 7-10 anni, dopo la quale devono essere sostituiti.
Maggiore produzione
In condizioni reali, i microinverter permettono un incremento della produzione del 5% fino al 25%, in base al grado di non uniformità dell’impianto (ombreggiamenti, esposizioni, sporcizia localizzata). Con inverter di stringa, anche una piccola ombreggiatura su un singolo pannello può ridurre fino al 50% la potenza dell’intera stringa. I microinverter, invece, limitano l’effetto al solo modulo interessato.
Facilità di espansione
Gli impianti con microinverter sono modulari: è possibile aggiungere pannelli nel tempo, senza dover adattare l’inverter o ribilanciare la stringa. Questo rende più semplice pianificare un’espansione futura in base al budget o ai cambiamenti di consumo.
Installazione più semplice
Ogni pannello è indipendente. Non servono calcoli complicati sulla lunghezza delle stringhe, sulla compatibilità dei moduli, o sulla tensione d’ingresso dell’inverter. Il collegamento alla rete è semplificato e spesso avviene in corrente alternata, aumentando la sicurezza per l’installatore.
Monitoraggio preciso
I microinverter permettono di monitorare la produzione di ogni singolo pannello, tramite app o portali web. Questo consente di identificare rapidamente eventuali cali di prestazione, guasti o problemi localizzati, migliorando la manutenzione.
Dimensionamento più efficiente
Gli inverter di stringa sono disponibili solo in tagli predefiniti (es. 1 kW, 3 kW, 5 kW). Questo obbliga a sovradimensionare l’inverter se la potenza dei pannelli è inferiore al taglio disponibile. Ad esempio, per un impianto da 800 W si è costretti a usare un inverter da 1 kW, con uno spreco potenziale del 20%. I microinverter, invece, si adattano perfettamente al modulo a cui sono abbinati, senza sprechi.
