produzione di energia elettrica con sistemi a celle ... - Il Saturatore

gli impianti fotovoltaici
3.20. Collegamento di un generatore FV con un utilizzatore funzionante in
corrente continua
Nel presente paragrafo si analizzano le problematiche di connessione del generatore
ad un apparecchio utilizzatore, in grado di funzionare con tale forma di corrente (per
esempio lampada ad incandescenza, motore elettrico in corrente continua, ecc.).
Nella figura 24 si rappresentano differenti caratteristiche di un generatore
fotovoltaico, rilevate in diverse condizioni di irraggiamento ma a temperatura
costante, sovrapposte a quella di un carico resistivo a resistenza fissa.
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Fig.24 - Caratteristiche I-V del generatore collegato a un carico resistivo
Essendo di volta in volta il punto di lavoro determinabile dalla intersezione fra
caratteristica del generatore e quella del carico, risulta evidente come l’accoppiamento
fra generatore e carico fisso possa comportare una parziale utilizzazione delle
potenzialità offerte dal generatore.
Nella figura 24, ad esempio, il carico resistivo è ottimizzato per estrarre la massima
potenza quando l’irraggiamento è di 500 W/m 2 e la temperatura di 25 °C; quando
però l’irraggiamento è dell’ordine di 1.000 W/m 2 il generatore eroga una potenza
decisamente minore di quella massima, mentre a 100 W/m 2 il generatore funziona
quasi in corto circuito.
A ciò si aggiunge che una variazione di temperatura, rispetto ai 25 °C prima
ipotizzati, comporta la modifica della Caratteristica del generatore, pertanto il punto
di lavoro nella nuova condizione non è più quello ottimale.
Si può concludere che un carico resistivo potrà essere ottimale per una sola
condizione di irraggiamento e per una sola temperatura. Si deve considerare inoltre
che un apparecchio utilizzatore è in genere dimensionato per un funzionamento a
tensione pressoché costante; dalla figura 24 si nota invece che l’apparecchio resistivo
passa da una tensione di lavoro di 3,6 V (irraggiamento di 100 W/m 2 ) ad una
tensione di circa 17,8 V (irraggiamento di 1.000 W/m 2 ); tale escursione di tensione è
assolutamente inaccettabile per l’utilizzatore. I problemi suddetti possono essere in
buona misura risolti collegando in parallelo al generatore fotovoltaico un
accumulatore elettrochimico (batteria). Nella figura seguente si rappresenta lo schema
Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca