Convertitore DC-DC: cos’è e perchè è utile nei pannelli fotovoltaici

Ormai da tempo la spinta della nostra società verso la produzione ecologica di energia è evidente. Si parla di riduzione della plastica, della carta, del petrolio e dei combustibili inquinanti. Solo che non è semplice andare a cercare fonti di energia alternativa e pulita.

Da anni si sta lavorando sullo sfruttamento della luce solare. Perché è gratutita, illimitata ed è destinata a durare ancora tanti secoli. Ma è facile ottenerla e poi utilizzarla?

Come funziona un pannello solare

Un pannello fotovoltaico è fatto di cellule fotovoltatiche che catturano energia solare e la mutano in elettrica. Il materiale che tiene insieme queste cellule e che le lega in un modulo unico è il silicio, che è un semiconduttore.

Nell'istante in cui il silicio assorbe l'energia del sole, lascia andare gli elettroni e questi ultimi possono scorrere attraverso di lui. Gli elettroni sono di carica negativa e vanno a cercare contatto con la superficie anteriore, determinando così una tensione. Quest'ultima viene raccolta dai fili e quindi penetra in una batteria. Sarà questa a conservare la corrente che si è generata.

Se il sole fosse sempre allo zenit ogni giorno, non nascerebbe alcun tipo di problema, ma poiché, sappiamo, che non è così. Serve un elemento che conservi l'energia prodotta da questa stella.

Cos'è un convertitore DC-DC

Il piccolo oggettino di cui parliamo è il convertitore dc/dc. Questo convertitore è uno strumento elettrico perfetto per dare vita a diversi livelli di tensione che restano in equilibrio in un circuito, per merito di una batteria a tensione variabile. L'efficienza di questo componente è che occupa poco spazio, ma consente di non utilizzare troppe batterie per portare energia al circuito di interesse.

Esistono per ora due tipi di convertitori. Quelli detti step-up o down-mode e quelli lineari. 

Sono i primi quelli che aiutano a conservare tutta l'energia invogliate nel pannello solare.

A cosa serve un convertitore dc/dc in un pannello solare

Come agisce un convertitore in un pannello solare?

La sua funziona principale è quella di fare in modo che ogni bit di energia catturata sia conservata in modo utile in una batteria. La sua azione si basa su due cicli.

Nella prima parte collega un induttore a una fonte di alimentazione, così l'induttore accumula corrente e quindi produce energia.

Nella seconda parte si ha una modifica del percorso di corrente in modo tale che l'energia catturata passi al carico.

Oltre al convertitore altro elemento fondamentale è il condensatore che si collega al pannello solare.

Dpo averlo allacciatto a quest'ultimo, serve monitorare la tensione e quindi è poi possibile accendere il convertirore in modalità commutazione.

Il condensatore è molto utile anche per regolare la tensione del convertirore e impedirgli di scendere oltre una certa soglia.

Che tipo di convetitore dc-dc serve  

Il convertitore che serve è quello che si definisce buck/boost. Il buck/boost svolge due funzioni: abbassa la tensione, ma genera corrente disponibile e dall'altro lato la aumenta, riducendo la corrente emessa.

Serve un convertirore che abbia un range molto ampio e che sia capace di gestire la corrente che può arrivare dal pannello. Questo perché se viene impressa troppa potenza sul pannello, la sua tensione si abbassa. Quindi fra carico e potenza ci deve essere un rapporto equilibrato.

L'uso del convertitore, del consensatore e tutto il complesso sistema del pannello solare è solo uno dei tanti deterrenti che invoglia poco i privati e gli amministratori di condominio a investire in questo tipo di energia.

Svantaggi dell'energia fotovoltaica

Fra gli elementi che rallentano la transizione ecologica ci sono il costo elevato delle strutture, lo  spazio necessario per l'impianto fotovoltaico e la discontinuità energetica.

Non pensate, quindi, che una volta acquistato il vostro impianto ecologico, non abbiate più bisogno di altre fonti di energia. Perché non è così.

A meno che vi troviate a vivere in una villetta sul mare o in una zona dove la luce solare è quasi sempre catturabile. A quel punto, infatti, riuscireste a ricavare così tanta energia da poter fare a meno di qualunque altra soluzione.