Aumentare potenza fotovoltaico d’inverno con stringa serie/parallelo

[Elis PV]

Ciao a tutti, complimenti alla Serietà e Professionalità del Forum.
Espongo l’argomento:
Vorrei far aumentare la potenza complessiva dei pannelli sul tetto soprattutto durante l’inverno, ma c’è il rischio di superare i dati di targa dell’inverter. Attualmente ho due stringhe collegate ad un inverter della Energy/Solis da 6Kw con questi dati di targa ingresso lato DC: -Potenza max input DC:8KW - V max input DC: 600V. Alla prima stringa (MPP1 o PV1) sono collegati 9 pannelli da 420Wp identici in serie, posizionati in falda SUD, per un totale di 540Voc circa; questa stringa funziona alla perfezione e non devo apportare alcun cambiamento. Alla seconda stringa (MPP2 o PV2) sono collegati 6 pannelli in serie (identici a quelli della falda SUD), posizionati in falda OVEST, per un totale di 360Voc circa. Potenza totale di tutti i pannelli: 6,2Kwp
Purtroppo la produzione dei pannelli a ovest durante il periodo invernale è molto bassa (circa il 40% rispetto a quella dei pannelli a SUD, come da grafico allegato: (corrente cc PV1_2 del 17.12.23) e non mi permette di sfruttare la PdC, oltre al futuro veicolo elettrico come vorrei, per cui dopo varie analisi, avrei pensato a questa possibile soluzione che mi permetterebbe, nella pratica, di restare nei dati di targa dell’inverter (anche quelli della potenza max ingresso DC di 8Kw) intervenendo sui collegamenti elettrici dei pannelli in falda OVEST ed aggiungendo in serie, 6 nuovi identici pannelli posizionati in falda SUD dove conto di recuperare un ulteriore spazio. Ho aggiunto un file ( Modifica stringa PV2 ) con uno schema semplificato per migliorare la comprensione. Per questa possibile soluzione, vorrei chiedere un vostro gradito parere e porre successivamente, tre domande:
In falda OVEST, modificherei l’attuale collegamento in serie dei 6 pannelli, creando due set da 3 pannelli in serie che collegherei (i due set) in parallelo, con opportuni diodi di blocco, pertanto in uscita avrei la disponibilità teorica, del doppio della corrente e la metà della tensione (180Voc).
A questo circuito, collegherei in serie, i 6 nuovi pannelli resisi disponibili da nuovi spazi della falda SUD come scritto sopra, pertanto all’ingresso PV2 avrei al massimo 540Voc come per PV1. Senza questa modifica, la tensione all’ingresso dell’inverter supererebbe di gran lunga i 600V massimi.

1. Secondo voi è corretto costruire un simile circuito in PV2, che sfrutterebbe praticamente tutto il rendimento dei 12 pannelli durante l’inverno (la corrente dei pannelli in parallelo, verrebbe completamente “assorbita” dal circuito in serie dei 6 nuovi pannelli in falda SUD) anche se durante il periodo estivo (allegato: corrente cc PV1_2 del 18.06.23) perderei circa la metà del rendimento essendo la corrente di ogni singolo ramo del parallelo, quasi uguale a quella del circuito in serie,(ma poco importa perché in quel periodo ho potenza in abbondanza) ? Come già scritto, nei due grafici allegati delle correnti cc del 17.12.23 e del 18.06.23 si possono vedere gli andamenti delle correnti relative ai pannelli in serie in falda SUD (cc PV1) e falda OVEST (cc PV2) nei due diversi periodi stagionali.

Questo nuovo circuito di PV2 misto serie/parallelo e con pannelli da falde diverse, mi obbliga a fare alcune considerazioni, sul ramo di PV2: Attualmente in PV2, tutti i 6 pannelli (falda ovest) hanno un ottimizzatore della Tigo (installati nel 2024) che fanno attivare il relativo ingresso dell’inverter verso le ore 11.00 e fino al tramonto, nonostante che i Tigo producano già dalle ore 09.00 in questo periodo, una tensione (260V) ben oltre al valore di avvio dell’MPPT dell’inverter di 120V ; anche se non ho mai capito il motivo di questo “ritardo”.

2. Se dovessi adottare il nuovo circuito serie/parallelo ed essendo che i nuovi sei pannelli della falda SUD produrrebbero ben prima (già dalle ore 07.30 in questo periodo) dei 3+3 della falda ovest, è possibile che la stringa venga penalizzata fino alle ore 11.00 nonostante gli ottimizzatori?

3. E d’estate, quando i pannelli a OVEST produrrebbero al pomeriggio una corrente ben più elevata dei sei nuovi pannelli in serie della falda SUD (senza ottimizzatore), il circuito o i pannelli andrebbero in sofferenza?
Grazie per un Vostro aiuto
Elis PV

Modifica stringa PV2.png (32.76 KiB) Visto 1317 volte

Corrente cc PV1_2 del 17.12.23.png (36.84 KiB) Visto 1317 volte

Corrente cc PV1_2 del 18.06.23.png (54.48 KiB) Visto 1317 volte

[ginorosi]

Sulla stringa ovest hai un problema di ombra il 18/06 si vede bene , a dicembre meno , ma non parte nemmeno fino alle 11-12 e quindi per gran parte dell'anno...
a parte questo , se i pannelli sono uguali come Vmp e Imp , non puoi mettere 3 pannelli in parallelo con altri 3 e poi metterli in serie ad altri 6, non funziona così : i 3 * 2 raddoppierebbero la corrente , ma si adatterebbero alla Imp degli altri 6 in serie , quindi in pratica perdi 3 pannelli oltre al fatto che un solo ingresso non reggerebbe il doppio di corrente data da pannelli in parallelo

oltre a questo non si mettono in serie pannelli su falde diverse , forse con gli opti su tutti .....

[Elis PV]

Grazie Ginorosi

Sulla stringa ovest hai un problema di ombra il 18/06

Si tratta di un camino, avevo notato che proiettava l'ombra su un paio di pannelli al massimo(su 6) durante la giornata e avevo provato quest'anno a mettere gli opti su tutti i pannelli sperando che quelli in ombra adeguassero la corrente a quelli soleggiati, ma i risultati non sono molto diversi dal grafico del 18/06 e non riesco a capire il perché.

i 3 * 2 raddoppierebbero la corrente , ma si adatterebbero alla Imp degli altri 6 in serie , quindi in pratica perdi 3 pannelli oltre al fatto che un solo ingresso non reggerebbe il doppio di corrente data da pannelli in parallelo

Sono d'accordo su questo punto, ma durante l'inverno la corrente dei pannelli (che andrebbero in parallelo) è meno della metà di quelli in serie esposti a Sud, il mio dubbio è durante l'estate, dove la corrente Imp di ogni ramo parallelo è paragonabile a quelli esposti a Sud (potenzialmente si avrebbe 2* Imp) e in questo caso, i pannelli in serie della falda Sud si troverebbero a dissipare termicamente una Imp supplementare oppure non accade nulla?

oltre al fatto che un solo ingresso non reggerebbe il doppio di corrente data da pannelli in parallelo

Se ti riferisci all'ingresso dell'inverter, sono d'accordo, infatti non riuscirebbe a sopportare 2*Imp

[ginorosi]

Per l'ombra è strano il comportamento , forse i 2 panneli sono praticamente esclusi e quindi la tensione degli altri non permette all'MPPT inverter di funzionare correttamente fino a quando non escono dall'ombra , che inverter preciso hai , che tensione minima ha di ingresso, hai anche il grafico della tensione CC di quella stringa ?

per il resto no, quelli in parallelo rimangono castrati in corrente sempre rispetto a quello con corrente inferiore , quindi è come non avere 3 pannelli sempre......
se hai trovato posto per 6 pannelli a SUD (ma perchè non ci avete pensato prima ) sposta quelli da O a S , e lascia perdere quella falda visto che rimane in ombra fino alle 12 ... fai una stringa di 8 e una di 7 ..... ma che pannelli sono per avere una Voc da 60V sono quelli da oltre 2metri ?

[Elis PV]

Ciao e Buona Pasqua...etta

Per l'ombra è strano il comportamento

Questo è l'inverter, considera il 6Kw :https://www.energysynt.com/om/794/Prodo ... bGmhHWl9dP Tensione di avvio 120 Vdc ma, dopo l'avvio, gestisce fino a 90 Vdc minimo

hai anche il grafico della tensione CC di quella stringa ?

Ti allego gli stessi grafici del 18/06 e del 17/12 con aggiunte le tensioni Vcc, inoltre ti aggiungo lo stesso grafico ma con data 20.03.2024, dopo aver aggiunto gli opti su tutti i sei pannelli della stringa. Se confronti questo grafico del 20/03/24 con gli altri due grafici non vedo grandi benefici fatto salvo che la tensione in PV2 ( la stringa "imputata") sale molto più rapidamente rispetto a quando non c'erano gli opti, senza però grandi movimenti di corrente.

se hai trovato posto per 6 pannelli a SUD (ma perchè non ci avete pensato prima ) sposta quelli da O a S

Bella domanda...hai perfettamente ragione, purtroppo a suo tempo quando ho deciso per il layout avevo premiato l'estetica rispetto alla efficienza, ma avevo deciso questo anche in base alle simulazioni che mi davano un meno 20/25% di rendimento/anno a O rispetto a S, mentre nella realtà dei fatti il rendimento secondo me è più basso con picchi di -60% d'inverno. Spostare da O a S di questi pannelli incastonati e non appoggiati, dovrei riprendere il tetto e mi costerebbe ben di più che l'acquisto ex-novo di 6 pannelli.

ma che pannelli sono per avere una Voc da 60V sono quelli da oltre 2metri

Rec solar alpha pure-R 420w
Misure: 173 x 112 x 3 cm .
Se li conosci sai che sono pannelli Top di gamma al pari e più della SunPower Maxeon, con 4 diodi di bypass, decadimento pari a -8% dopo 25 anni e con migliori performance in termini di perdita di Pmax (:0,25%/K) e migliore resistenza ad impatto da grandine, senza ovviamente dimenticare l'efficienza attorno al 22%
I pannelli mi sono piaciuti anche per l'estetica.
Grazie

[ginorosi]

Dal tipo di inverter dovrebbe essere un Solis, guardando la curva di marzo , sembra che l'MPPT si impalli su quel punto V/I fino verso le 11:30 circa quando esclude un pannello circa ,si vede dalla tensione che cala a scalino, a quel punto la corrente può salire e quindi anche la potenza và sù quamdo anche l'ultimo pannello esce dall'ombra rifà il gradino in alto la tensione ..... bisognerebbe capire se il tuo inverter ha una funzione di scan periodico che potrebbe risolvere in parte il fatto che fino alle 11:30 non producono nemmeno i pannelli al sole della stringa O , altrimenti provare a staccare il lato CA rete con sereno e verso le 10:30 , e riaccendere e vedere se la stringa O migliora la potenza e allora la funziona scan periodico inverter o gli ottimizzatori migliorerebbero il funzionamento.....

[lucabon]

Non puoi mettere sulla stessa stringa pannelli di falde diverse: anche con gli ottimizzatori, andresti a rendere praticamente inutili 6 pannelli.

Se l'orientamento a SUD dei nuovi pannelli è uguale a quello di quelli già installati, potresti dividere in 2 gruppi i pannelli a SUD (quindi o ne aggiungi 5 o ne aggiungi 7, se ci sta un settimo) mettendo in parallelo due serie da 7/8 pannelli.
La potenza di "picco" (a mezzogiorno) nei mesi non invernali verrebbe tagliata perché l'inverter può sostenere al massimo 11 A in ingresso ad ogni stringa, ma avresti comunque un incremento di potenza prodotta.
Attualmente hai infatti:
- Dicembre: 5A, facendo il parallelo diventerebbero 10, quindi tutto ok (i 5/7 pannelli aggiuntivi genererebbero rispettivamente il 55% e 77% in più).
- Giugno: 7.5 A, ma con il parallelo avresti per circa 6 ore (dalle 9 alle 15 circa) la potenza/amperaggio "tagliato" a 5.5A. Facendo i conti molto a spanne, A giugno hai circa 22 kWh di produzione al giorno sulla stringa SUD, mentre aggiungendo 5 pannelli avresti teoricamente circa 34 kWh a cui vanno sottratti circa 4 kWh di "taglio" e quindi avresti 30 kWh in totale (36% di produzione in più). Con 7 pannelli aggiunti (16 in totale), avresti circa 39 kWh teorici, 4.5 kWh di "taglio" e quindi 34.5 kWh in totale (56% di produzione in più).

Non conviene invece dividere in 3 gruppi (5 pannelli in serie per gruppo), perché in questo caso avresti meno produzione che fare il parallelo/serie di 14 pannelli: a dicembre avresti "solo" circa il 35% di produzione in più (contro il 55% del parallelo/serie 7*2), mentre a giugno avresti solo il 22% in più di produzione (contro il 36% di 14 pannelli).

L'altra alternativa sarebbe aggiungere un inverter per i nuovi pannelli, però complicherebbe poi l'immissione in rete che non deve mai superare i 6 kW (immagino tu abbia un contatore monofase), e quindi occorrerebbe programmare uno dei due inverter con un misuratore per evitare di superare questo limite.

[Elis PV]

Dal tipo di inverter dovrebbe essere un Solis

E' un Solis dove la Energy Spa personalizza il software.

sembra che l'MPPT si impalli su quel punto V/I fino verso le 11:30

Anche io ho avuto quel dubbio vedendo l'andamento dell'altro ingresso dell'inverter, molto più lineare nella progressione della corrente che parte nel momento stesso che c'è presenza minima di tensione all'ingresso; che sia un problema dell'algoritmo di quell'ingresso dell'inverter?
Potrebbe essere un'idea scambiare la stringa PV1 con PV2 tramite i connettori rapidi MC4 all'ingresso dell'inverter, da fare ovviamente quando non c'è produzione solare?

altrimenti provare a staccare il lato CA rete con sereno e verso le 10:30

Farò questa prova e ti saprò dire.
Grazie

[ginorosi]

ora c'è la moda dell'inverter ibrido cinese , ma un bel Fimer o Sma , io ho un Power One (poi diventato ABB e Fimer) PVI 3.0 del 2010 con la funzione scan periodico per qualche piccola ombra e funziona perfettamente da 14 anni....
ho scorso il manuale del tuo inverter e non sembra abbia questa funzione, se l'avesse potevi risolvere in parte, il pannello all'ombra non produce lo stsso per la cronaca anche gli Zucchetti pur essendo cinesi hanno la funzione soft

[Elis PV]

Ciao Lucabon e grazie per l'analisi dettagliata

Se l'orientamento a SUD dei nuovi pannelli è uguale a quello di quelli già installati, potresti dividere in 2 gruppi i pannelli a SUD (quindi o ne aggiungi 5 o ne aggiungi 7, se ci sta un settimo) mettendo in parallelo due serie da 7/8 pannelli.

Questa soluzione è interessante anche perché la massima corrente DC per ogni ingresso è 15A e dai grafici risulta 7,5A che parallelando diventerebbero 15A e quindi ok. Sull'inverter, ho fatto però una verifica istantanea della corrente prodotta nella stringa SUD (anche in questo periodo) con pieno sole e ho visto che la corrente arrivava anche a 8,5A in linea con quanto dichiarato dal produttore dei pannelli. Nel grafico non si vede questo perché fa l'aggiornamento ogni 5 minuti e forse raccoglie il valore medio.
L'impianto è in garanzia e sarei un po' preoccupato perché in caso di guasto dell'inverter non vorrei che questi si attaccassero e non mi riconoscessero la garanzia, il mio impiantista aveva già chiesto (però nel caso di pannelli in serie che superassero di una decina di volt la tensione massima dell'ingresso inverter di 600V) e la risposta è stata che in caso di guasto la garanzia non verrebbe riconosciuta....

L'altra alternativa sarebbe aggiungere un inverter per i nuovi pannelli

No, l'inverter(da 6KW) ed è un punto fermo del sistema e non voglio complicare l'impianto