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

sistema di accumulo dell’energia
PWM (Pulse Width Modulation)
Le ragioni che hanno comportato l’introduzione dei regolatori PWM sono le stesse di
quelle viste per la regolazione a gradini, ossia il progressivo abbassamento della corrente
in prossimità della massima carica al fine di ottimizzare il processo d carica della batteria.
La regolazione della corrente è in questo caso ottenuta per mezzo di un treno di impulsi
la cui durata dipende dal valore medio desiderato verso la batteria. Analogamente a
quanto visto per i regolatori MPPT, in questo tipo di regolatori si fa uso di dispositivi di
commutazione a semiconduttori al posto dei contattori elettromeccanici.
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Fig. 50 - Accoppiamento generatore,batteria: esempi con 27, 30, 36 celle fotovoltaiche
Da un punto di vista progettuale, a meno che non si ricorra a regolatori MPPT, la
condizione indispensabile per un funzionamento ottimale è l’ottenimento di un buon
accoppiamento generatore-batteria.
Un esempio specifico raccolto nella figura 50 a,b,c) mostra la caratteristica I-V di un
sistema fotovoltaico formato accoppiando una batteria a 24 V con un generatore
costituito da due moduli in serie da 27 (a), 30 (b), 36 (c) celle. Si osserva che, nel caso a),
un aumento della temperatura ambiente (curva 2-3) sortirebbe l’effetto di attenuare
notevolmente l’effetto di carica; nel caso c), essendo l’intervallo di carica della batteria
alla sinistra del ginocchio della caratteristica I-V non c’è influenza della temperatura ma
si perde di fatto l’effetto dell’autoregolazione che attenua la corrente di carica.
La soluzione ottimale per un sistema a 24 V autoregolante sarebbe quindi l’uso di
moduli con 30 celle.
Le possibilità offerte dai regolatori elettronici a microprocessori hanno consentito lo
sviluppo di nuove logiche di gestione della ricarica delle batterie. Un esempio, viene dai
regolatori a tre stadi. Il funzionamento di questi dispositivi si basa sul fatto che in una
batteria poco carica gli elettrodi sono stati comunque soggetti, anche se solo
parzialmente, ad un processo di solfatazione, consistente nella formazione di uno strato
di ossido che non consente il raggiungimento della piena carica delle piastre.
Questo fenomeno si manifesta con un incremento della resistenza equivalente in serie
all’accumulatore che, in tal modo, presenta una tensione significativamente inferiore a
quella fornita dal regolatore.
I regolatori caricabatterie a tre stadi cercano di ovviare a questo inconveniente operando
Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca