SINVERT PVM
Test inverter
Articolo estratto dalla rivista di settore
„PHOTON – Febbraio 2011“
Gli inverter SINVERT PVM
Answers for the environment.
Ri c e r c a e te c n o lo g ia
Te st in v erter
Nuovo capoclassifica
Test dell’inverter «Sinvert PVM20» di Siemens
90
83
76
68
Romana Brentgens / photon-pictures.com (2)
59,5
60
52
59,5
44
36
28
20
Il vano interno dell’apparecchio è organizzato in modo molto compatto. La rilevazione termografica non ha evidenziato anomalie, ma i componenti di potenza nascosti dietro
le schede a circuito stampato si sono celati all’obiettivo della termocamera.
I
l segmento di mercato dei dispositivi
di piccola taglia registra la collaborazione tra la società tedesca Siemens AG e
la connazionale Refu Elektronik GmbH
che ha sede a Metzingen. Soltanto il design dello scatolato della gamma «Refusol» altrimenti commercializzata come
«Sinvert» è stato ridisegnato dall’azienda partner, che per il resto non ha toccato nulla: così i modelli «PVM10»,
«PVM13», «PVM17» e «PVM20», di potenza nominale CA compresa tra 10.000
I L M E N S I L E D E L F O T O V O LTA I C O
Siemens Sinvert PVM20
ottimo
97,7 % radiazione elevata
2/2011
www.photon-online.it
I L M E N S I L E D E L F O T O V O LTA I C O
Siemens Sinvert PVM20
ottimo
97,5 % radiazione media
2/2011
www.photon-online.it
Il «Sinvert PVM20» ha superato il test del Laboratorio
PHOTON con il miglior risultato della gamma, piazzandosi pertanto al vertice della graduatoria a prescinde-
e 19.200 watt, risultano rispettivamente
corrispondenti ai Refusol «10K», «13K»,
«17K» e «20K» con quest’ultimo modello che, al momento, è l’unico della gamma Refu a non esser passato sui banchi
del Laboratorio PHOTON.
Un acquisto riuscito per Siemens, che
in un colpo solo è riuscita ad assicurarsi in catalogo quattro prodotti assolutamente di punta. ll «PVM10» che, nel
mese scorso, aveva già ottenuto dal Laboratorio PHOTON un «ottimo» in seguito all’adeguamento della scala di valutazione interna (si veda il box in calce), ha conservato comunque un giudizio che gli consente di piazzarsi nella
«top ten» dei modelli testati finora (si
veda alle pagine 144 e 145). I risultati infine disponibili dei suoi tre compagni di
gamma si sono rivelati insomma all’altezza delle migliori legittime aspettative. Nelle pagine seguenti, figurano i risultati dettagliati del test relativo al più
potente modello del terzetto, mentre i
resoconti degli altri due sono esposti in
modo riassuntivo a pagina 112.
L’esemplare esaminato di «PVM20»
messo a disposizione del Laboratorio
PHOTON nel settembre scorso nell’ambito dell’abituale accordo specifico siglato per il test apparteneva all’unico
modello della serie di cui non fosse ancora stato testato l’analogo prodotto gemello. Tanto peggio per il marchio Refu,
Nuova scala di valutazione
A partire dal numero di gennaio di quest’anno, PHOTON inasprisce il sistema di valutazione dell’efficienza degli inverter testati dal Laboratorio di Aquisgrana, adattando i giudizi allo sviluppo progressivo degli
strumenti. Un inverter che sinora avrebbe ricevuto il
giudizio «ottimo», ora verrà definito soltanto come
«buono». Nella tabella riassuntiva dei risultati dei
test degli inverter eseguiti dal Laboratorio PHOTON
alle pagine 144 e 145 sono riportate sia le vecchie,
che le nuove valutazioni.
Questo aggiornamento è possible, perché il Laboratorio dà i voti esclusivamente in base all’efficien-
za PHOTON. Altre caratteristiche di ogni singolo inverter vengono sí descritte nel test, ma non valutate.
Con efficienze sempre migliori, anche in futuro sarà
quindi possibili inasprire ulteriormente i giudizi.
Lo schema attuale è il seguente:
≥ 99,0 %: ottimo ++ (prima ottimo ++)
< 99,0 %: ottimo + (prima ottimo ++)
< 98,0 %: ottimo (prima ottimo +)
< 96,5 %: buono (prima ottimo)
< 95,0 %: discreto (prima buono)
< 93,5 %: sufficiente (prima discreto)
< 92,0 %: insufficiente (prima sufficiente)
re dal livello di radiaziona.
102
PHOTON Febbraio 2011
»
URM
UPN
UNN
TVO
TTO
TRP
TPP
TNQ
SVQ
STR
SRR
SPS
SNS
RVT
RTT
RRU
RPU
RNV
QVV
QUM
s
NKMMM
=
UMM
=
QMM
NM
OM
PM
QM
RM
SM
TM
UM
VM
NMM
NNM
NOM
OMM
M
M
Q
U
NO
NS
OM ât
URM
UPN
UNN
TVO
TTO
TRP
TPP
TNQ
SVQ
STR
SRR
SPS
SNS
RVT
RTT
RRU
RPU
RNV
QVV
QUM
NOM
TM TR UM UR VM VR NMM
Káå=B
=
VU
VS
VT
NM
OM
PM
QM
RM
SM
TM
UM
B=éçíÉåò~=åçãáå~äÉ=EmjmmF
VM
NMM
NNM
sjmm=áå=s
Kpìã=áå=B
NMM
VR
VM
UR
UM
TR
TM
NM
OM
URM
UPN
UNN
TVO
TTO
TRP
TPP
TNQ
SVQ
STR
SRR
SPS
SNS
RVT
RTT
RRU
VT
RPU
VS
RNV
QVV
QUM
NM
OM
PM
QM
RM
SM
TM
UM
B=éçíÉåò~=åçãáå~äÉ=EmjmmF
VM
NMM
NNM
B
NMM
VU
VS
VQ
VO
VM
UU
US
UQ
UO
UM
TU
TS
TQ
TO
TM
M
s
NKMMM
Anche rispetto al tracciamento dell’MPP, il modello più potente della gamma si assicura un
vantaggio, seppur modesto, nei confronti dei
«fratelli minori».
= Efficienza complessiva
=
UMM
SMM
Il parametro ha un andamento uniforme su valori elevati.
QMM
PM
QM
RM
SM
TM
UM
VM
NMM
NNM
NOM
OMM
M
M
Q
U
NO
PM
PHOTON Febbraio 2011
QM
RM
SM
TM
UM
B=éçíÉåò~=åçãáå~äÉ=EmjmmF
VM
NMM
NNM
NS
URM
UPN
UNN
TVO
TTO
TRP
TPP
TNQ
SVQ
STR
SRR
SPS
SNS
RVT
RTT
RRU
RPU
RNV
QVV
QUM
NOM
TM TR UM UR VM VR NMM
Kpìã=áå=B
=
VU
In termini di efficienza di conversione, l’inverter
mantiene livelli pari o superiori al 97 per cento, con una costanza superiore perfino agli altri due modelli della stessa gamma: «PVM17» e
«PVM13».
× Efficienza MPPT
B
NMM
VU
VS
VQ
VO
VM
UU
US
UQ
UO
UM
TU
TS
TQ
TO
TM
M
NOM
=
OM
=
URM
UPN
UNN
TVO
TTO
TRP
TPP
TNQ
SVQ
STR VV
SRR
SPS
SNS
RVT
RTT
RRU
RPU
RNV
QVV
QUM
NM
sjmm=áå=s
Efficienza di conversione
SMM
=
sjmm=áå=s
Káå=B
NMM
VR
VM
UR
UM
TR
TM
OM ât
B
NMM
VU
VS
VQ
VO
VM
UU
US
UQ
UO
UM
TU
TS
TQ
TO
TM
M
103
Ri c e r c a e te c n o lo g ia
Efficienza ponderata
Gli andamenti dell’efficienza «europea» e «californiana» sono pressoché curve piatte, sempre
su livelli superiori al 97 per cento; il dato del 97,8
specificato dal fabbricante per la ponderazione
«europea» risulta confermato dalle misurazioni.
bÑÑáÅáÉåò~=éçåÇÉê~í~=KbìêçI=K`b`=áå=B
NMM
Kbìêç=Ç~íç=ÇÉä=éêçÇìííçêÉ=Z=VTIU=B
VU
VS
VQ
VO
VM
UU
US
UQ
UO
UM
=bÑÑáÅáÉåò~=ÉìêçéÉ~
==Kbìêçj~ñ=Z=VTIU=B
TU
=bÑÑáÅáÉåò~=Å~äáÑçêåá~å~
==K`b`j~ñ==Z=VTIV=B
TS
TQ
TO
TM
se Siemens si vedrà attribuiti in esclusiva
i meriti della migliore efficienza PHOTON mai raggiunta nel corso dei test,
con il 97,7 per cento per i livelli medi di
irraggiamento, che significa un punto
decimale in più di quanto avevano saputo fare il vecchio primo della classe,
il «Refusol 17K» (PHOTON 11-2010), seguito ora dal gemello «Sinvert PVM17»
(si veda a pagina 112).
Struttura
Come gli altri modelli della sua gamma, il «PVM20» si basa su uno schema
elettrico privo di trasformatore per l’isolamento galvanico dei circuiti CC/CA e
immette corrente in rete in modalità
trifase. Nonostante l’architettura complessa, la struttura e la disposizione dei
componenti si distinguono per compattezza e per efficacia di progettazione, dal
punto di vista della comodità costruttiva. L’apparecchio dà insomma un’impressione di qualità e completezza, con
peso e dimensioni estremamente ridotti, per un modello trifase di tale classe
di potenza.
L’interno rivela una struttura caratterizzata da più livelli, con la scheda
a circuito stampato per il controllo e
quella del filtro CC con l’alimentatore
ausiliario alloggiate in prima fila, davanti alla grande scheda dei componenti di potenza. Nella parte superiore dello scatolato, le sette bobine sistemate in un vano separato sono le tre
del filtro sinusoidale e le quattro di induttanza dei convertitori «step-up». La
scheda del display montata sul coper-
104
QUM
QVV
RNV
RPU
RRU
RTT
RVT
SNS
SPS
SRR STR
sjmm=áå=s
chio dell’apparecchio è protetta da una
pellicola trasparente.
La scheda di potenza funge altresì da
supporto a tutti i componenti dei convertitori CC in ingresso, al circuito intermedio con i condensatori elettrolitici
e ai ponti di conversione. I semiconduttori di potenza, alloggiati in tre involucri modulari separati, sono fissati sul
lato saldature. L’alettatura di dissipazione termica priva di ventilazione forzata
che, sul retro, provvede alla refrigerazione dei semiconduttori, è parte integrante dello scatolato stesso, come il telaio
laterale e il coperchio anteriore. Soddisfacendo il grado di protezione IP 65, il
dispositivo si presta per il montaggio in
ambienti sia interni che esterni.
Per la grossa ventola interna inserita
allo scopo di prevenire l’arroventamento
puntuale dei componenti critici alloggiati sulle schede sovrastanti, la durata in
esercizio è stata specificata in 80.000 ore,
a 40 ºC, e in caso di guasto, il componente è agevolmente sostituibile.
I condensatori elettrolitici impiegati
nei componenti di potenza e nell’elettronica di controllo, appartenendo alla
classe di temperatura 105 ºC, risultano
progettati in modo soddisfacente, in
rapporto alla temperatura ambiente.
La sicurezza è affidata a un dispositivo di sezionamento automatico che
scollega l’inverter non appena la tensione e la frequenza della rete di discostano dai valori massimi predefiniti. Una
prova di isolamento del campo moduli rileva i valori di resistenza tra i collegamenti del generatore fotovoltaico e
SVQ
TNQ
TPP
TRP
TTO
TVO
UNN
UPN
URM
la terra, oltre a verificare la corrente di
dispersione sul lato rete. Sotto il telaio,
accanto ai connettori sul lato in corrente continua, l’apparecchio dispone di un
interruttore-sezionatore CC.
Se l’allacciamento al generatore avviene tramite sei coppie di connettori
«MC4» di Multi-Contact AG, quello alla
rete sfrutta una grossa giunzione a cinque poli di Phoenix Contact AG, fissabile, una volta assemblata, allo scatolato, mediante le due viti in dotazione.
L’apparecchio offre opzioni di collegamento per un sensore di radiazione e
di temperatura, un relè con 230 volt di
tensione e due ampère di frequenza in
CA, nonché le tre porte di comunicazione RS485 (in ingresso e in uscita), USB
ed Ethernet.
Il gestore può controllarne lo stato di
funzionamento grazie a quattro LED e
alle indicazioni visualizzate dal display.
Le interfacce USB ed Ethernet consentono la lettura di dati e l’aggiornamento
del firmware, ma l’apparecchio è anche
dotato di un data-logger integrato, in
grado di rilevare complessivamente 40
misurazioni differenti, attivabili e parametrabili singolarmente.
Come equipaggiamento opzionale,
sono disponibili una presa di rete di
dimensioni superiori, connettori alternativi per l’allaccio del generatore e un
sistema di monitoraggio a distanza servito da diverse periferiche.
Configurazione e utilizzo
Consegnato al cliente ben imballato e protetto da spessi strati di cartone,
PHOTON Febbraio 2011
»
bÑÑáÅáÉåò~=ÅçãéäÉëëáî~=Kpìã=áå=B
NMM
Efficienza complessiva per
differenti valori di tensione
Kpìãj~ñ
VU
VS
L’andamento dell’efficienza complessiva con differenti livelli di tensione si dimostra migliore dei
modelli «PVM13 » e «PVM17» compagni di gamma: la curva relativamente «più debole», quella
di color verde che rappresenta la tensione di 850
volt, parte dal 92 per cento, poi si arrampica rapidamente, per mantenersi su livelli elevati.
VQ
VO
VM
UU
US
UQ
UO
UM
==sjmm=Z=QUMIM=s=EsjmmãáåF
Kpìãj~ñ=Z=VTIUP=B
TU
==sjmm=Z=RVSIU=s=EsjmmKpìãj~ñj~ñF
Kpìãj~ñ=Z=VUIMN=B
==sjmm=Z=URMIM=s=Esjmmã~ñF
Kpìãj~ñ=Z=VTIRO=B
TS
==bÑÑáÅáÉåò~=ÅçãéäÉëëáî~=ãÉÇá~
TQ
=K^îÖpìãj~ñ Z=VTIUP=B
KmãÉÇ Z=VTIR=BI=KmÜáÖÜ Z=VTIT=B
TO
TM
R
NM
NR
OM
OR
PM
PR
QM
QR
RM RR SM SR TM TR
B=éçíÉåò~=åçãáå~äÉ=EmjmmF
l’apparecchio, che in rapporto ai suoi 41
chilogrammi di peso e alla potenza nominale CC può essere considerato molto leggero, si fissa alla parete tramite il
supporto in dotazione.
Una volta dimensionato correttamente il generatore fotovoltaico e attivato l’interruttore-sezionatore CC,
l’inverter impiega 126 secondi per effettuare diversi test, prima di allacciarsi alla rete.
Il funzionamento è monitorabile attraverso un display ben leggibile e retroilluminato di luce di color bianco,
installato a livello della copertura frontale e consultabile, a scelta, nelle lingue italiana, inglese, francese, tedesca,
spagnola o ceca. Gli otto tasti disponibili consentono di effettuare le impostazioni. Oltre alle varie segnalazioni
di stato di funzionamento e di errore,
esso offre la modalità di visualizzazione «Default», con l’indicazione dei valori sia di potenza e tensione in CA, che
di tensione in CC e di resa energetica
giornaliera. Un altro menu propone i
valori di potenza, tensione e intensità
di corrente in CC, mentre in CA, oltre a questi stessi parametri figurano la
frequenza, la temperatura dell’unità di
raffreddamento e quella del vano interno dell’apparecchio, nonché le rilevazioni, qualora siano collegati gli opportuni sensori, di irraggiamento e di
temperatura dei moduli.
Il display consente di richiamare
inoltre valori assoluti o comparativi in
merito alla resa energetica, riepilogabili
in importi giornalieri, mensili, annuali
PHOTON Febbraio 2011
UM
UR
VM
VR NMM NMR NNM NNR NOM
e complessivi, oltre che di visualizzare
in forma di diagramma a barre la potenza immessa nel giorno corrente o anche
in giornate precedenti. Nel complesso,
quindi, il dispositivo offre una considerevole gamma di misurazioni visualizzabili in forma panoramica.
Documentazione
In dotazione, figurano vari certificati
e un manuale di istruzioni, in forma sia
cartacea che elettronica archiviata su CD,
nelle lingue di servizio sopra indicate, oppure anche in greco, coreano e portoghese. Per facilitare la procedura di allaccio,
una versione compatta del manuale, oltre che illustrazioni di carattere generico
e dati tecnici, mette a disposizione del
gestore indicazioni di montaggio, collegamento e attivazione. Per la navigazione, nel menu è disponibile una panoramica grafica. Non mancano delucidazioni sull’uso del display, sull’allacciamento
alla rete e sul collegamento CC.
Nelle rispettive versioni compatta e
dettagliata, manuali e documentazione
tecnica sono inoltre scaricabili, in lingua
italiana, dal sito Internet del produttore.
Design dei circuiti
Lo schema circuitale, pur ricalcando,
in linea di principio, quello di un modello a due stadi, non riflette schemi classici. L’energia del generatore fotovoltaico,
dopo aver attraversato un filtro per le interferenze elettromagnetiche (EMI), raggiunge lo stadio di potenza, che include
un condensatore a due sezioni dotato di
punto centrale che va a collegarsi al con-
duttore di neutro (N) di rete. Due ponti
di conversione trifase sono collegati in
parallelo sul lato in uscita: il primo connesso direttamente all’ingresso CC e il
secondo alimentato attraverso due convertitori «step-up» che, interposti sui lati
positivo e negativo dell’ingresso CC, alimentano il secondo condensatore a due
sezioni del circuito intermedio.
La modulazione per generare le onde
sinusoidali viene quindi suddivisa tra
questi due ponti di conversione, facendo in modo che ciascuno fornisca solo
una parte dell’ampiezza della tensione
necessaria a generare la corrente sinusoidale nelle bobine di uscita, con una
soluzione che consente di ridurre le
perdite sia nei transistor di potenza che
nelle bobine di output. Su questo lato, è
inoltre previsto, per ogni fase, un ramo
di ricircolo, per impedire che la corrente immagazzinata nelle bobine di uscita
possa rifluire nel condensatore del circuito intermedio, provocando ulteriori
dispersioni. Un filtro a valle livella i treni di impulsi modulati nel segnale sinusoidale con una frequenza di rete di 50
hertz. Le radiointerferenze sono eliminate da un filtro di output situato direttamente davanti ai morsetti di rete.
Grazie al gran numero di componenti circuitali, l’apparecchio, malgrado la complessità dell’architettura, presenta un’efficienza elevata, una buona
compatibilità elettromagnetica e un
potenziale in CC simmetrico, rispetto
a quello di terra rilevato in prossimità
dei morsetti di collegamento in corrente continua.
105
Ri c e r c a e te c n o lo g ia
Precisione del display
Misurazione e visualizzazione della potenza
dell’apparecchio sono impeccabili: lo scarto
dall’analizzatore di potenza non supera 0,6 punti
percentuali.
Misurazioni
Le misurazioni riportate di seguito si
riferiscono tutte a una tensione di rete
di 230 volt. La massima tensione CC è
pari a 1.000 volt, mentre la potenza nominale e quindi anche la massima potenza collegabile su questo stesso lato è
di 19.600 watt.
Per livelli di tensione MPP superiori
a 790 volt, si è resa necessaria la limitazione della tensione a vuoto del simulatore solare utilizzato nel corso del test,
poiché, dato un fattore di riempimento della curva caratteristica del 75 per
cento, esso superava già un valore superiore a 950 volt e quindi prossimo alla
massima tensione CC del dispositivo di
conversione.
Individuazione dell’MPP: prima di iniziare le misurazioni, le sezioni in CC e
in CA erano disattivate. A inizio test,
l’inverter è alimentato dal simulatore
con una curva caratteristica I-V predefinita con potenza pari alla potenza nominale e una tensione MPP di 655 volt.
In queste condizioni, l’inverter impiega
126 secondi per inserirsi in rete e altri
28 circa per individuare l’MPP. Mentre
la commutazione da 655 a 636 volt viene completata in dieci secondi, quella
inversa da 655 a 675 volt richiede otto
secondi circa.
Intervallo MPP: l’intervallo MPP da 480
a 850 volt corrisponde a quello di un inverter con «range» di lavoro ampio, ma,
alla luce dei fattori di riempimento comuni oggigiorno, la massima tensione
MPP di 850 volt si avvicina troppo alla
massima tensione CC di 1.000 volt. Ecco
perché i diagrammi tridimensionali a
106
pÅçëí~ãÉåíç=áå=B
PM
OU
OS
OQ
OO
OM
NU
NS
NQ
NO
NM
U
S
Q
O
M
JO
JQ
JS
JU
JNM
JNO
JNQ
JNS
JNU
JOM
JOO
JOQ
JOS
JOU
JPM
R NM NR
OM
OR
PM
PR
QM
QR
RM RR SM SR TM TR
B=éçíÉåò~=åçãáå~äÉ=EmjmmF
colori relativi all’efficienza di conversione, all’efficienza MPPT e all’efficienza complessiva (si veda a pagina 103)
presentano i tipici tratteggi in senso inverso che rispettivamente denotano le
limitazioni per l’uso dei moduli cristallini a partire da circa 800 volt e a film
sottile a partire da circa 740 volt.
Efficienza di conversione: nel relativo
diagramma, la linea di sezione verticale passante per il 50 per cento della potenza nominale e quella di sezione orizzontale corrispondente a una tensione
MPP di 597 volt s’incrociano nel punto
di massima efficienza del 98,0 per cento,
leggermente al di sotto del dato del 98,2
per cento specificato dal produttore. Il
plateau di valori omogenei si estende tra
558 e 655 volt di tensione MPP, nonché
tra il 37 e il 65 per cento della potenza
nominale. Entro gran parte dell’intervallo di lavoro, i valori sono inoltre pari
o superiori al 97 per cento, mentre il calo
di appena mezzo punto percentuale che
si verifica ai livelli superiori di tensione
MPP, con valori più bassi si riduce a 0,3
punti percentuali. Solo al di sotto del 15
per cento circa della potenza nominale,
l’efficienza cala in misura più marcata,
ma anche in questo caso, su livelli non
superiori al 2,5-3,5 per cento. Alla potenza nominale, il coefficiente di potenza cos φ è di circa 1.
Efficienza ponderata: l’efficienza «europea» del 97,8 per cento rilevata dal
test, esattamente corrispondente al dato
specificato dal fabbricante, raggiunge il
picco con una tensione MPP di 597 volt.
La differenza tra massima efficienza di
conversione e massima efficienza «euro-
UM
UR
VM
VR NMM NMR NNM NNR NOM
pea» è di appena 0,2 punti percentuali.
Il 97,9 per cento che rappresenta il picco
del parametro «californiano» si verifica
a quella stessa tensione di 597 volt.
Efficienza MPPT: l’efficienza MPPT si
mantiene costantemente elevata lungo
l’intero intervallo di lavoro e solo con
valori bassi di potenza e con livelli più
elevati di tensione, nel relativo diagramma si osserva la ristretta area in cui la potenza MPP scende al di sotto del 99 per
cento della potenza disponibile.
Efficienza complessiva: l’andamento
uniforme del parametro si attesta conseguentemente su valori elevati e costanti.
La massima efficienza del 98,0 per cento, nel relativo diagramma, è individuata dal punto d’intersezione tra la linea
verticale passante per il 50 per cento della potenza nominale e quella orizzontale corrispondente a una tensione MPP
di 597 volt.
Andamenti dell’efficienza complessiva,
efficienza complessiva media ed efficienza
PHOTON: l’efficienza PHOTON che per
valori di irraggiamento elevati corrisponde al 97,7 per cento, per valori medi
è del 97,5 per cento: si tratta, in entrambi i casi, dei migliori risultati da che ha
avuto inizio la serie PHOTON dei test.
Quel che ha valso al modello in esame il
giudizio «ottimo», al di là dell’elevatezza dei valori massimi, è stato l’andamento brillante anche sui bassi livelli di potenza oltre che costante del parametro
complessivo. Per i livelli elevati di tensione rappresentati nel grafico comparativo riportato a pagina 107 dalla curva di
colore verde a 850 volt, l’andamento che
parte dal 92 per cento, a partire dal 30
PHOTON Febbraio 2011
ıı
per cento circa della potenza nominale
raggiunge valori superiori al 97 per cento; per i livelli bassi di tensione rappresentati invece dalla curva di colore blu a
420 volt, l’incremento che parte addirittura intorno al 95 per cento si impenna
ancora più rapidamente.
Immissione della potenza nominale: tra
480 e 850 volt e con una temperatura
ambiente di 25 ºC, l’inverter immette
in rete il 100 per cento della sua potenza nominale.
Potenza in uscita visualizzata: applicando una tensione costante di 655
volt, corrispondente ai valori intermedi dell’intervallo di tensione MPP, dal 5
al 100 per cento della potenza nominale, la potenza in uscita misurata dall’inverter si è discostata in misura minima
dai valori visualizzati parallelamente
dall’analizzatore di potenza (si veda il
grafico a pagina 108): avendo registrato
uno scarto di 0,6 punti percentuali circa
per difetto con livelli bassi di potenza
e da 0,4 a 0,5 punti per difetto a partire dal 20 per cento della potenza nominale, l’indicatore di potenza possiede
la precisione di un contatore elettrico
della classe di precisione B (secondo la
norma CEI EN 50470-1 in vigore dal 1º
febbraio 2008).
Funzionamento ad alte temperature: fino
a una temperatura ambiente di 56,4 ºC e
con potenza nominale CC pari a 19.600
watt e tensione MPP di 655 volt, l’inverter immette in rete il 100 per cento
della potenza nominale. Con temperature superiori, l’apparecchio riduce la
sua potenza e l’efficienza scende in misura minima di 0,1 punti percentuali
circa. Questa riduzione della potenza si
verifica solo al di fuori dell’intervallo
di temperatura compreso tra meno 25 e
più 55 ºC e non è quindi rilevante nella
scelta del luogo di montaggio dell’apparecchio. L’intervallo di temperatura
assai ampio e il grado di protezione IP
65 consentono un impiego dell’apparecchio sia in luoghi tendenzialmente
caldi come il sottotetto che in ambienti esterni.
Comportamento in condizioni di sovraccarico: se, con una tensione MPP di 655
volt e una temperatura ambiente di
25,1 ºC, si offre all’inverter un sovraccarico di 25.480 watt pari a 1,3 volte
la sua potenza CC nominale d’ingresso, esso limita la potenza a circa 19.820
watt, un valore corrispondente al 101,1
per cento della potenza nominale CC,
evidenziando quindi una capacità di soPHOTON Febbraio 2011
vraccarico decisamente esigua. Per ottenere questa limitazione di potenza,
l’apparecchio sposta il punto di lavoro
sulla curva caratteristica verso livelli più
elevati di tensione d’ingresso, intorno ai
733 volt.
Autoconsumo e consumo notturno: l’autoconsumo del dispositivo durante le
prove è stato di circa 0,5 watt sul lato
CA e di 28 watt sul lato CC (il produttore non fornisce alcuna indicazione a riguardo). Di notte, l’inverter assorbe circa 0,5 watt di potenza attiva dalla rete
(il produttore indica al riguardo «meno
di 0,5 watt»).
Termografia: il rilevamento termografico riportato a pagina 102 che mostra l’inverter in funzionamento a potenza nominale e con una temperatura
ambiente di 22,8 ºC non può dare informazioni sui componenti di potenza
che, per via della struttura a più strati, restano in gran parte nascosti sotto
una piastra metallica, per cui gli aumenti di temperatura osservabili sono
del tutto irrilevanti. La temperatura superficiale massima evidenziata è stata
di 59,5 ºC.
Conclusioni
L’inverter «Sinvert PVM20» di Siemens conquista il primo posto tra gli
apparecchi testati finora da PHOTON:
onore che, a dire il vero, spetterebbe
a Refu Elektronik GmbH, impresa sviluppatrice e produttrice del modello, se
non che l’equivalente modello «Refusol
20K» non è ancora stato messo a disposizione del Laboratorio.
La struttura di questo «PVM20» risulta compatta e progettata in modo efficace dal punto di vista della comodità costruttiva, ma l’apparecchio ha anche il vantaggio di essere molto leggero,
in rapporto alla sua classe di potenza.
Numerose sono le opzioni di comunicazione integrate e buone le possibilità
di effettuare analisi statistiche, grazie al
registratore di dati interno e al display
grafico. Misurazione e indicazione della
potenza in uscita sono tanto accurate da
reggere qualsiasi confronto.
La massima efficienza di conversione del 98,0 per cento ha un andamento assai costante lungo l’intero intervallo dei valori di tensione e potenza.
Grazie a un’efficienza MPPT elevata in
modo estremamente uniforme, per l’andamento dell’efficienza complessiva, si
ottengono valori molto simili all’andamento dell’efficienza di conversione.
Commento del produttore
La soglia elevata dell’MPP era necessaria, in
primo luogo, per il fotovoltaico a concentrazione
o per moduli ad alto rendimento con fattore di
riempimento da 80 a 85. Vi sono, inoltre, alcuni
altri tipi più datati di moduli, ad esempio di marca Siemens con fattore di riempimento superiore
a 80, che richiedono un intervallo MPP fino a
820 volt circa.
Picchi di irraggiamento favoriti da passaggi nuvolosi vengono trasmessi solo in
caso di sottodimensionamento dell’inverter.
Attualmente, riteniamo economicamente impraticabile una variante dell’apparecchio con
intervallo MPP diviso.
I valori di efficienza indicati da PHOTON
sono stati convalidati dall’AIT (Austrian Institute of Technology), tenendo conto dei margini di
tolleranza delle misure, per cui le rilevazioni di
PHOTON ci sembrano corrette.
Piccoli punti deboli emergono solo con
bassi livelli di potenza, nella fascia superiore dell’intervallo di tensione MPP.
È merito di questa costanza, che l’efficienza PHOTON per valori di radiazione
elevati raggiunga il 97,7 per cento, appena inferiore al 97,5 per cento parametrato su livelli di irraggiamento intermedi,
malgrado l’ampiezza dell’intervallo dei
valori di tensione.
L’intervallo dei valori di tensione
MPP assai ampio presenta limitazioni
in fascia superiore, a causa della distanza insufficiente tra la massima tensione
CC e la massima tensione MPP. Per il dimensionamento dell’MPP dell’impianto, la parte disponibile dell’intervallo
di tensione MPP si spinge fino intorno
ai 740 volt.
L’inverter non possiede praticamente
alcuna capacità di sovraccarico, mentre
l’intervallo di temperature assai ampio al
suo interno non fa registrare riduzioni di
potenza. Il grado di dipendenza dell’efficienza di conversione dalla temperatura
è molto basso, attestandosi su un calo di
appena 0,1 punti percentuali.
Trattandosi di un modello privo di
trasformatore, in linea di principio,
sarebbe adatto solo per l’impiego con
moduli a tecnologia cristallina. Invece
ne è disponibile un’omologazione per
l’impiego degli elementi a film sottile
di First Solar Inc. e ne sarebbe in preparazione un’altra per i moduli di United
Solar Ovonic LLC (Uni Solar).
Heinz Neuenstein, Jochen Siemer
107
Ri c e r c a e te c n o lo g ia
ıı
Te s t in v erter
La coppia di mezzo
Siemens «Sinvert PVM17» e «13», in sintesi
D
ella gamma «Sinvert» di Siemens, a
settembre 2010, era stata spedita, tra
l’altro, al Laboratorio PHOTON la coppia
di modelli «PVM17» e «PVM13», che in
catalogo si colloca tra il «PVM 20» esaminato per esteso per questo stesso numero della rivista (si veda a pagina 102) e il
«PVM10» presentato il mese scorso (PHOTON 1-2011): inverter dall’aspetto esteriore uniforme al fratello maggiore e messi
a disposizione dal produttore nell’ambito
del consueto accordo e contemporaneamente testati.
I L M E N S I L E D E L F O T O V O LTA I C O
Siemens Sinvert PVM17
ottimo
97,7 % radiazione elevata
I L M E N S I L E D E L F O T O V O LTA I C O
Siemens Sinvert PVM17
ottimo
«Sinvert PVM17»
Adatto per impianti fotovoltaici dalla
potenza massima di 16,8 chilowatt circa,
solo per taluni dettagli si differenzia dal
modello «PVM20»: pressoché equivalente
è risultata l’efficienza PHOTON del 97,4
per cento, per valori di radiazione medi,
che gli ha procurato il secondo posto nella classifica degli inverter testati finora,
a pari merito con il modello di identica
fattura «Refusol 17K» di Refu Elektronik
GmbH, testato durante lo scorso autunno
(PHOTON 11-2010). Per valori di radiazione elevati, l’efficienza PHOTON misurata
è stata del 97,7 per cento, pari a quella del
fratello maggiore, primo in classifica (si
veda alle pagine 144 e 145), per cui, con
alto oppure moderato livello di irraggiamento, l’apparecchio si è meritato comunque il giudizio «ottimo», in base al nuovo
schema di valutazione (si veda a pagina
2/2011
www.photon-online.it
97,4 % radiazione media
2/2011
www.photon-online.it
Per valori di radiazione alti il «Sinvert PVM17» eguaglia il fratello maggiore; per quelli medi è secondo a pari
merito con l'identico «Refusol 17K».
102). Tra il «PVM17» di Siemens e il «Refusol17K» di Refu, i tecnici del Laboratorio non sono riusciti peraltro a riscontrare
differenze non spiegabili con le incertezze
di misurazione o con gli accettabili margini di tolleranza dei componenti.
«Sinvert PVM13»
L’altro prodotto della gamma sottoposto al test è adatto per impianti fino circa a
12,6 chilowatt di potenza. Come nel caso
del modello sopra descritto, l’analogo «Refusol 13K» era stato testato già in autunno e si era meritato, secondo lo schema
di valutazione allora vigente, il giudizio
I L M E N S I L E D E L F O T O V O LTA I C O
«ottimo +» (PHOTON 12-2010), sceso ora
di un grado. Come prevedibile, l’inverter
di Siemens è riuscito a ripetere quello stesso risultato. L’efficienza PHOTON che per
valori di radiazione medi ha raggiunto lo
stesso livello del 97,3 per cento, per valori
di radiazione elevati si è attestata al 97,6
per cento, meritando all’apparecchio, in
base al nuovo metro di giudizio, un’accoppiata di «ottimo». Il confronto con
«PVM17» e «PVM20», modelli più potenti dello stesso marchio, ha evidenziato valori inferiori rispettivamente solo di uno
e di due punti percentuali. La successione si spiega semplicemente con la rispettiva potenza nominale: tendenzialmente,
gli inverter meno potenti hanno un’efficienza inferiore a quella dei modelli più
grandi. hn, js
Siemens Sinvert PVM13
ottimo
97,6 % radiazione elevata
2/2011
Romana Brentgens / photon-pictures.com (2)
www.photon-online.it
I L M E N S I L E D E L F O T O V O LTA I C O
Siemens Sinvert PVM13
ottimo
97,3 % radiazione media
2/2011
www.photon-online.it
Contenuti aggiuntivi per
gli abbonati
Il presente testo è un riassunto dei risultati delle
prove eseguite dal Laboratorio PHOTON sugli
apparecchi citati.
Gli abbonati possono reperire gli articoli dettagliati e corredati dei relativi grafici nella sezione
«myPHOTON» del sito Internet www.photon.info,
scaricando, allegati aggiuntivi compresi, la versione in PDF di questo numero della rivista.
Benché potenza nominale inferiore significhi minore efficienza, il «PVM13» non ha nulla da temere dal confronto
con i compagni di gamma.
108
PHOTON Febbraio 2011
Siemens S.p.A.
Industry Sector – Solar Business
Piero e Alberto Pirelli, 10
20126 Milano
Tel. 02 243 62677
Fax 02 243 62215
www.siemens.com/sinvert
Con riserva di modifiche 03/2011
N. di ordinazione E80001-A2180-P300-X-7200
DISPO 46371
WÜ/32713 MI.CE.PV.XXXX.52.1.14 SD 04110.3
Stampato in Germania
© Siemens AG 2011
Le informazioni riportate in questa brochure contengono
descrizioni e caratteristiche che potrebbero variare con
l’evolversi dei prodotti o non essere sempre appropriate,
nella forma descritta, per il caso applicativo concreto. Le
caratteristiche richieste saranno da considerare impegnative
solo se espressamente concordate in fase di definizione del
contratto.
Tutte le denominazioni di prodotto possono essere marchi
registrati o nomi di prodotti della Siemens AG o di altre
aziende subfornitrici, il cui utilizzo da parte di terzi per propri
scopi può violare i diritti dei proprietari.
