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Il regolatore di carica solare è il componente più importante di un sistema a isola: ne regola il flusso di energia ed è decisivo per il funzionamento e la durata di vita dell‘impianto. Ecco perché il giusto regolatore di carica deve essere scelto con grande cura.
Rispetto alla spesa per l‘intero sistema, il costo di un regolatore di carica è piuttosto esiguo e si aggira intorno al 3-5% del totale. Tuttavia, resta il componente principale. Il costo di un regolatore di carica solare affidabile e di alta qualità si ammortizza molto rapidamente anche se proviene da una fascia di prezzo alta, poiché contribuisce ad aumentare la durata di vita della batteria riducendo di conseguenza i costi complessivi di sistema.

Scelta della giusta topologia

I regolatori di carica solare Steca sono disponibili nelle seguenti versioni: professionale Hybrid-Shunt, seriale o come inseguitori MPP. Di conseguenza, la topologia giusta deve essere scelta in base alle esigenze applicative. Ecco alcuni suggerimenti.
I regolatori di carica a commutazione, come quelli Shunt o di serie, possono essere impiegati con sistemi da 12 V solo se i rispettivi moduli sono dotati di 36 celle solari. Nel caso di sistemi da 24 V o 48 V, sarà invece necessario collegare in serie, in una stringa, due moduli da 36 celle (24 V) o due da 72 celle (48 V). I regolatori di carica seriali sono ideali per piccole applicazioni e sistemi Solar Home. Mentre per applicazioni più grandi e sistemi ibridi è invece consigliato l‘uso di regolatori Shunt: la perdita di potenza in caso di carica è infatti decisamente minore. La buona compatibilità elettromagnetica rende i regolatori Shunt la scelta giusta anche per applicazioni di telecomunicazione. Un regolatore con inseguimento MPP dovrà essere impiegato quando si utilizzano moduli solari con un numero di celle diverso da 36 o 72. In questa categoria rientrano la maggior parte dei moduli fotovoltaici ottimizzati per il collegamento alla rete e tutti i moduli a film sottile. Più è bassa la temperatura media annuale, e più è importante l‘efficienza della carica nel caso di stati di carica profondi della batteria, più si consiglia l‘uso di un inseguitore MPP anche con moduli standard a 36 celle. Dimensionamento del regolatore di carica solare Il dimensionamento dei regolatori di carica a commutazione dipende in primo luogo dalla corrente di cortocircuito dei moduli fotovoltaici (Isc) (in condizioni STC).
Steca consiglia generalmente un dimensionamento generoso del regolatore. Ossia, la corrente nominale del regolatore dovrebbe superare di circa il 20% la somma della corrente di cortocircuito di tutti i moduli collegati.

Nel caso di regolatori dotati di inseguimento MPP, sono invece due i fattori decisivi. Da un lato, la somma della potenza di tutti i moduli fotovoltaici collegati in Wp non deve superare la massima potenza di ingresso del regolatore di carica solare. Dall‘altro, la tensione a vuoto (Uoc) di tutti i moduli eventualmente collegati in serie non deve superare, in nessun caso, la massima tensione di ingresso del regolatore solare. In questo caso è assolutamente necessario procedere con una certa cautela dato che la tensione a vuoto dei moduli fotovoltaici dipende in larga misura dalla temperatura. Al calare della temperatura corrisponde infatti un aumento della tensione a vuoto. La tensione a vuoto di un modulo fotovoltaico deve essere calcolata sulla base della temperatura più bassa che si presenta nell‘applicazione e facendo riferimento al coefficiente di temperatura riportato sulla rispettiva scheda tecnica. Infine, la massima tensione di ingresso del regolatore solare deve essere più alta rispetto alla tensione a vuoto.

Interfaccia utente

Se il regolatore di carica solare trova impiego in un impianto domestico, è importante che il sistema disponga di un grande display LC dotato di simboli per la visualizzazione degli stati di funzionamento. Inoltre, il regolatore dovrebbe essere munito di un contatore di energia integrato per informare l‘utente sullo stato del sistema e le modalità di impiego. Nel caso di applicazioni puramente tecniche quali, per esempio, i sistemi di illuminazione notturna, è invece sufficiente utilizzare un regolatore con un display equipaggiato di soli LED.

Cavi e struttura

Per garantire una lunga durata di vita del sistema, è fondamentale scegliere un regolatore di carica solare particolarmente robusto e collegarlo alla batteria mediante cavi corti e spessi. L‘apparecchio deve essere sempre posizionato direttamente sopra la batteria e avvitato saldamente a una parete non infiammabile. Nel fare ciò è importante lasciare sufficiente spazio libero intorno al regolatore per permettere all‘aria circostante di raffreddare l‘apparecchio. In ogni caso, deve essere severamente osservato quanto riportato nelle istruzioni d‘uso.

Funzioni supplementari

Nel caso di applicazioni munite di inverter per impianti a isola o sistemi ibridi, si consiglia l‘impiego di regolatori di carica solare dotati di funzioni supplementari. Il collegamento di un regolatore agli inverter per impianti a isola, al fine di gestire la comunicazione e la coordinazione tra i diversi apparecchi, è la condizione necessaria per garantire la massima efficienza di qualsiasi sistema di inverter o sistema ibrido. Inoltre, nel caso dei sistemi ibridi, la presenza di funzioni speciali riveste un‘importanza centrale nella gestione energetica.

(Extract from Steca Elektronik GmbH brochure)