Inverter fotovoltaico: il Fraunhofer migliora l’efficienza e taglia i costi

Aumentano le prestazioni e la densità di potenza mentre i volumi diminuiscono: all’istituto di ricerca tedesco l’efficienza del fotovoltaico è un pallino fisso

(Rinnovabili.it) – L’efficienza e l’affidabilità della produzione solare sono in gran parte determinate dalle proprietà dell’inverter fotovoltaico utilizzato. Componente chiave dell’impianto, l’inverter trasforma la corrente continua generata dai moduli fotovoltaici in corrente alternata per la rete elettrica.

Fino ad oggi, la ricerca nel campo dei convertitori di energia elettrica si è concentrata sull’aumento della densità di potenza affidandosi alle più recenti tecnologie sul fronte dei semiconduttori e sulle topologie circuitali. In cerca di un nuovo approccio, gli scienziati dell’ISE del Fraunhofer Institute hanno unito le forze con una serie di partner industriali e scientifici per dar vita al progetto “PV Pack”.

Il consorzio riunisce esperti nei campi dei materiali sinterizzati ad elevata conducibilità termica, della tecnologia di packaging così come dell’elettronica di potenza. Insieme il gruppo sta progettando un nuovo inverter fotovoltaico altamente integrato per una potenza nominale di 70 kW. Il lavoro ha analizzato nel dettaglio componenti e e soluzioni alternative per sviluppare un nuovo concept.

Il progetto è iniziato con un’analisi costo dei componenti meccanici (come i sistemi di raffreddamento o le strutture di supporto) ed elettromeccanici (connettori, induttanze e circuiti), che hanno dimostrato di rappresentare fino al 70 per cento dei costi complessivi per dispositivi attuali. “Un modo per ridurre i costi è quello di ottimizzare le tecnologie dei componenti utilizzati in classi di potenza più basse in modo tale che poter sviluppare dispositivi con maggiore potenza”, spiega Sebastian Franz, capo del team di progettazione.

Per riuscire nell’intento i partner hanno impiegato un approccio olistico, combinando tecnologie già in commercio ma rivedendone la combinazione all’interno del concept. Ad esempio attraverso l’uso mirato di semiconduttori in carburo di silicio (SiC) e l’aumento della frequenza di commutazione associato, i ricercatori sono stati in grado di ridurre notevolmente le dimensioni degli elementi passivi, aumentando così la densità di potenza e riducendo anche l’uso del materiale. Il risultato? La massima efficienza misurata per l’inverter fotovoltaico sviluppato, incluso il consumo interno, è del 98,8%, mentre il rendimento standard è oggi 98,3%.