IMPIANTI FOTOVOLTAICI CON SISTEMA DI INVERTER CON OTTIMIZZATORI DI POTENZA

The thesis analyzes photovoltaic systems equipped with power optimizers, comparing their characteristics with those of traditional configurations based on string inverters. Through the review of scientific literature and technical documentation, the work investigates the role of these devices in reducing losses caused by electrical mismatch between modules, including under partial shading conditions. After an overview of the operating principles of photovoltaic modules and the main power conversion architectures, the thesis examines the operation of power optimizers, maximum power point tracking at module level, and coordination with the inverter, with particular reference to the SolarEdge solution. Monitoring functions and aspects related to electrical safety and fire prevention are also considered, with particular attention to voltage reduction through SafeDC and its limitations. The work also examines energy performance, conversion losses, and the main operating constraints. To complete the study, a photovoltaic system for a commercial building is simulated using SolarEdge Designer, considering module layout, shading effects, system configuration, and estimated energy production. Overall, the work highlights the main advantages, limitations, and operating conditions associated with the use of power optimizers.

La tesi analizza gli impianti fotovoltaici con ottimizzatori di potenza, confrontandone le caratteristiche con quelle delle configurazioni tradizionali basate su inverter di stringa. Attraverso l’esame della letteratura scientifica e della documentazione tecnica, il lavoro approfondisce il ruolo di questi dispositivi nella riduzione delle perdite dovute al mismatch elettrico tra i moduli, anche in presenza di ombreggiamento parziale. Dopo un richiamo ai principi di funzionamento dei moduli fotovoltaici e alle principali architetture di conversione, vengono approfonditi il funzionamento degli ottimizzatori, l’inseguimento del punto di massima potenza a livello di modulo e il coordinamento con l’inverter, con particolare riferimento alla soluzione SolarEdge. Sono inoltre considerate le funzioni di monitoraggio e gli aspetti relativi alla sicurezza elettrica e alla prevenzione incendi, con particolare attenzione alla riduzione della tensione mediante SafeDC e ai suoi limiti. Il lavoro prende inoltre in esame le prestazioni energetiche, le perdite di conversione e i principali vincoli operativi. A completamento dello studio viene sviluppata, tramite SolarEdge Designer, la simulazione di un impianto fotovoltaico destinato a un edificio ad uso commerciale, considerando la disposizione dei moduli, gli effetti dell’ombreggiamento, la configurazione del sistema e la stima della produzione energetica. Nel complesso, il lavoro consente di evidenziare i principali vantaggi, limiti e condizioni di impiego degli ottimizzatori di potenza.