ITMI20100559A1 - Dispositivo di monitoraggio per stringhe di moduli fotovoltaici di impianti fotovoltaici, impianto fotovoltaico munito di tale dispositivo e uso di tale dispositivo su un impianto fotovoltaico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di monitoraggio per stringhe di moduli fotovoltaici di impianti fotovoltaici.

L’oggetto della presente invenzione si riferisce anche ad un impianto fotovoltaico munito di un corrispettivo dispositivo di monitoraggio. Forma altresì un oggetto della presente invenzione, l’uso di un dispositivo di monitoraggio per stringhe di moduli fotovoltaici su un impianto fotovoltaico.

L’oggetto della presente invenzione si presta ad essere impiegato nel settore degli impianti elettrici, ed in particolare, è applicabile su impianti elettrici fotovoltaici che sfruttano l'energia solare per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico.

Un impianto fotovoltaico è costituito da un numero variabile di pannelli fotovoltaici, ciascuno formato dalla connessione in parallelo di stringhe di moduli fotovoltaici collegati in serie.

Com’è noto, gli impianti fotovoltaici possono essere di tipo isolato oppure connessi ad una rete di distribuzione energetica opportunamente gestita.

Gli impianti di tipo isolato prevedono solitamente: un campo fotovoltaico, deputato a raccogliere energia mediante una pluralità di pannelli fotovoltaici; un regolatore di carica, deputato a stabilizzare l’energia raccolta e gestirla all’interno del sistema; un accumulatore di energia, composto da una o più batterie ricaricabili opportunamente connesse, deputato a conservare la carica elettrica fornita dai pannelli fotovoltaici in presenza di sufficiente irraggiamento solare; e uno o più “inverter” o convertitori DC/AC, deputati a convertire la tensione e la corrente continua in uscita dai pannelli fotovoltaici, in una tensione ed una corrente alternata adatta all’ immissione nella rete elettrica.

Similmente agli impianti isolati, gli impianti connessi ad una rete di distribuzione energetica prevedono un campo fotovoltaico ed uno o più “inverter” o convertitori DC/AC, deputati a convertire la tensione e la corrente continua in uscita dai pannelli fotovoltaici in una tensione ed una corrente alternata adatta airimmissione nella rete elettrica.

Scendendo più nel dettaglio, gli impianti fotovoltaici sono generalmente organizzati in stringhe di moduli fotovoltaici. I moduli fotovoltaici sono elettricamente connessi in serie per ottenere una tensione complessiva necessaria per il funzionamento ottimale dell’ inverter e le stringhe sono invece collegate in parallelo per formare il campo (o impianto) fotovoltaico. All’ aumentare delle stringhe di moduli fotovoltaici connesse in parallelo, aumenta la corrente generata dall’impianto e, di conseguenza, aumenta la potenza che l’inverter deve gestire per l’immissione in rete dell’energia elettrica prodotta. Quando la potenza che deve gestire Γ in verter è troppo elevata, perché il numero di stringhe è molto elevato, rimpianto viene suddiviso in più parti, ciascuna gestita da un singolo inverter.

Durante la normale vita di un impianto fotovoltaico (che supera i 20-30 anni), i moduli fotovoltaici costituenti le rispettive stringhe possono essere soggetti ad abbassamenti e riduzioni del proprio rendimento a causa di svariati fattori. La riduzione del rendimento, e quindi la perdita di energia, di un modulo fotovoltaico, può essere causata da un malfunzionamento del medesimo, oppure dal suo danneggiamento, oppure ancora dalla sporcizia o dal deposito di corpi estranei sulle superfici dello stesso, dal momento che esso è esposto costantemente all’aria aperta ed alle intemperie.

Naturalmente, una riduzione del rendimento e dell 'energia elettrica prodotta da un modulo fotovoltaico si ripercuote inesorabilmente sulle prestazioni della rispettiva stringa dell’ impianto fotovoltaico, dal momento che la connessione dei moduli in serie per formare le stringhe, e la connessione di queste ultime in parallelo tra loro, costituisce un circuito elettrico che deve soddisfare le leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti. Nello specifico, un malfunzionamento di uno dei moduli fotovoltaici, può essere modellato, nel caso più generale, come un aumento della “resistenza” di quest’ultimo al passaggio di corrente; e di conseguenza questo vincola la corrente che gli altri moduli della stessa stringa possono fornire, e varia il loro punto di lavoro.

Al fine di minimizzare le perdite di energia degli impianti fotovoltaici, è una consuetudine sottoporre gli stessi a periodici interventi di controllo e/o manutenzione che vengono eseguiti ad intervalli di alcuni mesi comportando significative spese di manutenzione.

Tipicamente, il monitoraggio del rendimento degli impianti fotovoltaici avviene a livello degli “inverter” mediante il controllo dei dati sull’energia immessa nella rete elettrica da questi ultimi. Esistono inoltre opportuni dispositivi e sistemi di monitoraggio in grado di controllare in tempo reale il rendimento delle stringhe di moduli fotovoltaici per evitare i summenzionati periodici interventi di controllo e manutenzione. In questo modo, un abbassamento del rendimento di una stringa può essere verificato e segnalato nel momento in cui è avvenuto richiedendo il necessario, successivo, intervento di controllo e manutenzione che viene eseguito in funzione del problema rilevato e non secondo periodi di tempo prestabiliti.

Scendendo più nel dettaglio, i sopra citati dispositivi e sistemi di monitoraggio noti delle stringhe di moduli fotovoltaici si basano su comunicazioni seriali, come per esempio le comunicazioni seriali di tipo “RS485 - MODBUS”, che richiedono, da una parte, l’uso di cablaggi, e dall’altra, adeguati requisiti di isolamento elettrico per garantirne la sicurezza.

In aggiunta i dispositivi ed i sistemi di monitoraggio noti prevedono un’alimentazione esterna, che viene assicurata per mezzo di ulteriori cablaggi di campo. Tali cablaggi conducono la necessaria tensione ai singoli apparati collegati ai vari pannelli.

In alternativa ai cablaggi di campo utilizzati per fornire l’alimentazione ai dispositivi, possono essere previsti dei circuiti di potenza predisposti ad effettuare una conversione DC/DC in modo tale da portare l’alta tensione di pannello ad un valore ridotto di tensione, per esempio dell’ordine di alcuni volt, necessari al funzionamento in sicurezza della corrispettiva elettronica.

Questi circuiti di potenza utilizzano componenti elettrici e magnetici di grandi dimensioni, dovute principalmente ai requisiti di isolamento ed alle alte tensioni che devono sostenere, in quanto collegati direttamente ai pannelli dell’impianto; inoltre sono particolarmente costosi e, di fatto, aumentano notevolmente il costo dei dispositivi.

Sebbene i dispositivi di monitoraggio noti consentano una verifica costante delle condizioni delle stringhe dei pannelli solari degli impianti fotovoltaici ai quali sono associati, questi non sono tuttavia esenti da alcuni inconvenienti e sono migliorabili sotto diversi aspetti, principalmente in relazione ai costi complessivi legati all’ installazione e alla manutenzione degli stessi, alla versatilità dei medesimi in termini di installazione e adattabilità a differenti tipologie di impianti fotovoltaici sprovvisti di tali dispositivi, nonché all’ingombro complessivo determinato dai cablaggi dei medesimi. In particolare, è stato riscontrato che i cablaggi e le connessioni tra i vari componenti e/o gli elementi che costituiscono i dispositivi o i sistemi di monitoraggio noti richiedono particolari requisiti di isolamento elettrico e di sicurezza che incidono notevolmente sui costi complessivi degli stessi.

In aggiunta, anche l’alimentazione esterna dei summenzionati dispositivi o sistemi di monitoraggio richiede una serie di cablaggi e connessioni, oppure di componenti dedicati, che incrementano significativamente i costi complessivi dei medesimi.

Tali costi vengono inoltre aumentati dalla necessità di adattare i cablaggi alle differenti configurazioni degli impianti fotovoltaici esistenti richiedendo lunghe e dispendiose operazioni di progettazione e predisposizione degli stessi da parte di tecnici specializzati.

Va inoltre notato che i cablaggi fra i vari componenti dei dispositivi o sistemi di monitoraggio noti definiscono un rete di comunicazione dei dati a configurazione fissa. Pertanto, l’eventuale malfunzionamento di un componente o un elemento del dispositivo in corrispondenza di uno o più nodi di tale rete di comunicazione può determinare la parziale o completa inibizione della stessa.

In aggiunta, i necessari cablaggi dei dispositivi, o i circuiti di potenza utilizzati per fornire l’alimentazione da pannello ai sistemi di monitoraggio noti, presentano un eccessivo ingombro che richiede uno spazio corrispondente e sufficiente al contenimento del volume di questi ultimi non sempre disponibile negli impianti esistenti sui quali è necessario installare tali dispositivi.

Scopo principale della presente invenzione è provvedere un dispositivo di monitoraggio per stringhe di moduli fotovoltaici di impianti fotovoltaici in grado di risolvere problemi riscontrati nella tecnica nota.

E’ quindi uno scopo della presente invenzione ridurre i costi di controllo del rendimento dei pannelli solari e/o delle stringhe di moduli fotovoltaici degli impianti fotovoltaici.

È un’ulteriore scopo della presente invenzione proporre un dispositivo di monitoraggio che presenti costi di installazione e funzionamento, contenuti.

E’ altresì uno scopo della presente invenzione provvedere un dispositivo di monitoraggio facile e pratico da installare.

E’ anche uno scopo della presente invenzione proporre un dispositivo di monitoraggio versatile ed adattabile su impianti fotovoltaici già esistenti.

E’ pertanto uno scopo della presente invenzione provvedere un dispositivo di monitoraggio dagli ingombri ridotti che si prestano ad essere installati su impianti fotovoltaici i cui spazi a disposizione all’ interno dei quadri elettrici, risultano particolarmente limitati; caratteristica comune di tutti gli impianti che vengono realizzati senza prevedere la predisposizione di un sistema di monitoraggio della produzione energetica dei pannelli.

Questi scopi ed altri ancora, sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di monitoraggio per stringhe di moduli fotovoltaici di impianti fotovoltaici, da un impianto fotovoltaico munito di tale dispositivo di monitoraggio, nonché dall’uso di un dispositivo di monitoraggio su un impianto fotovoltaico, secondo quanto espresso nelle unite rivendicazioni.

Viene ora riportata, a titolo esemplificativo, la descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di monitoraggio per stringhe di moduli fotovoltaici di impianti fotovoltaici unitamente ad un impianto fotovoltaico munito di tale dispositivo di monitoraggio, in cui:

la figura 1 è una rappresentazione schematica di un pannello fotovoltaico, formato dalla connessione in parallelo di sette stringhe di moduli fotovoltaici, al quale è associato almeno un mezzo di trasmissione senza filo operativamente associato ad almeno un mezzo per il rilevamento del rendimento energetico, secondo la presente invenzione;

figura 2 è una vista prospettica di un pannello fotovoltaico e del suo quadro di connessione, anche chiamato “quadro di parallelo stringhe”, al cui interno viene istallato almeno un mezzo di trasmissione senza filo operativamente associato ad almeno un mezzo per il rilevamento del rendimento energetico;

la figura 3 è una schematizzazione di una rete di comunicazione definita dal dispositivo di monitoraggio di cui alla figura 1, rappresentata in accordo con una prima soluzione realizzativa della presente invenzione;

la figura 4 è una schematizzazione di una rete di comunicazione definita dal dispositivo di monitoraggio di cui alla figura 1, rappresentata in accordo con una seconda soluzione realizzativa della presente invenzione;

la figura 5 è una schematizzazione di una rete di comunicazione definita dal dispositivo di monitoraggio di cui alla figura 1, rappresentata in accordo con una terza soluzione realizzativa della presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con il numero 1 è complessivamente indicato un pannello fotovoltaico al quale è associato almeno un mezzo di trasmissione senza filo MT operativamente associato ad almeno un mezzo per il rilevamento MR del rendimento energetico che, formando una rete con gli altri dispositivi di trasmissione MT e di rilevamento MR degli altri pannelli, costituisce il dispositivo di monitoraggio DM dell’ impianto fotovoltaico, in accordo con la presente invenzione.

Come visibile nella figura 1, ogni pannello fotovoltaico 1 comprende una pluralità di stringhe 2 di moduli fotovoltaici 3, che possono essere costituiti, indifferentemente, da moduli di silicio monocristallino, policristallino, amorfo, a film sottile; ovvero il dispositivo di monitoraggio può essere utilizzato con qualsiasi tipo di moduli fotovoltaici utilizzati.

Con riferimento alla soluzione realizzativa illustrata in figura 1, il pannello fotovoltaico 1 comprende sette stringhe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, ciascuna formata da quattordici moduli fotovoltaici 3.

Al fine di incrementare la tensione finale dell’ impianto, tra valori finali predeterminati, (solitamente 500-800 V, a seconda dell’ in verter utilizzato) i moduli fotovoltaici 3 di ciascuna stringa 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g sono collegati in serie.

Conformemente, le stringhe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g dell’impianto sono collegate in parallelo all’ interno dei quadri di connessione 4, ed a loro volta collegate in parallelo alle stringhe che costituiscono gli altri pannelli del suddetto impianto fotovoltaico. Il numero massimo di stringhe che possono essere connesse in parallelo, e di conseguenza la corrente fornita, dipende potenza che è in grado di gestire Γ inverter.

Naturalmente, sia il numero dei moduli fotovoltaici 3 che compongono ciascuna stringa 2, che il numero delle stesse, può variare a seconda delle esigenze contingenti, della struttura architettonica su cui vengono installati i moduli, e delle eventuali configurazioni dell’impianto.

L’impianto fotovoltaico comprende almeno un convertitore DC/AC, o inverter, (non illustrato in quanto noto) operativamente associato alle stringhe 2 di moduli fotovoltaici 3 per convertire la tensione e la corrente da queste ottenuta, in una tensione finale, idonea ad un’opportuna rete di distribuzione elettrica, oppure ad alimentare un corrispettivo carico.

Vantaggiosamente, il convertitore o “in verter” utilizza un sistema di massimizzazione dell’energia fornita dalle stringhe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, collegate in parallelo, denominato “Maximum Power Point Tracker (MPPT)”.

Come visibile nelle figure 1 e 2, le stringhe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, di moduli fotovoltaici 3 vengono connesse in parallelo all’ interno di rispettivi quadri di connessione 4 anche chiamati quadri di parallelo stringhe (figura 2).

Come rappresentato nella figura 2, i quadri di connessione 4 o di parallelo stringhe, sono vantaggiosamente impegnabili inferiormente sulla struttura che sostiene i rispettivi pannelli fotovoltaici 1.

I quadri di connessione 4 comprendono una struttura sostanzialmente scatolare 5, all’interno della quale sono precostituiti: una pluralità di ingressi (non rappresentati); una serie di elementi di protezione (non raffigurati) di uno o più componenti, da sovratensioni e/o sovracorrenti; almeno un fusibile (non illustrato) per ogni rispettiva stringa 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g di moduli fotovoltaici 3; una pluralità di sensori (non rappresentati) per il rilevamento di rispettivi parametri e/o dati significativi della rispettiva stringa 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g di moduli fotovoltaici 3; almeno un canale o “Bus DC” (anch’esso non visibile nelle figure allegate) per il collegamento in parallelo delle stringhe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g di moduli fotovoltaici 3 e sezionatori (anch’essi non raffigurati).

Vantaggiosamente, i dispositivi di monitoraggio sono adatti per il montaggio su guide “DIN”, all’interno dei quadri di connessione (4), ed hanno dimensioni complessive molto ridotte, sostanzialmente pari a 150mm x 75 mm.

Sempre con riferimento alla figura 1, rimpianto fotovoltaico è costituito da pannelli fotovoltaici (1), formati ciascuno da varie stringhe (2) di moduli fotovoltaici (3), provvisti di almeno un mezzo di trasmissione senza filo MT operativamente associato ad almeno un mezzo per il rilevamento MR del rendimento energetico, preferibilmente collocati all’ interno dei quadri di connessione (4) di ciascun pannello; questi dispositivi costituiscono autonomamente una rete di comunicazione che realizza almeno un dispositivo di monitoraggio DM per rilevare il rendimento energetico delle stringhe 2 dell’impianto.

In particolare, come schematizzato nelle figure da 3 a 5, il dispositivo di monitoraggio DM comprende mezzi per il rilevamento MR del rendimento energetico di ciascun pannello fotovoltaico 1 e/o di ciascuna stringa 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g preferibilmente applicabili sul quadro di connessione 4 dei rispettivi pannelli fotovoltaici 1.

Vantaggiosamente, i mezzi per il rilevamento MR del rendimento sono atti a rilevare, per ciascuna stringa 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g di moduli fotovoltaici 3: la corrente prodotta, preferibilmente per mezzo di rispettivi sensori resistivi “shunt” o sensori ad effetto “Hall”; e/o, la tensione, preferibilmente per mezzo di un partitore resistivo; e/o, Γ irraggiamento solare; e/o, la temperatura di pannello; e/o, la temperatura dell’ ambiente circostante.

Inoltre, il dispositivo di monitoraggio DM prevede idonei mezzi di trasmissione senza filo MT operativamente associati ai mezzi per il rilevamento MR del rendimento energetico, per definire almeno una corrispondente rete di comunicazione RC senza fili. I mezzi di trasmissione senza filo MT assicurano la trasmissione di uno o più dati significativi relativi a ciascuna stringa 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g di moduli fotovoltaici 3, raccolti dai mezzi per il rilevamento MR. Scendendo più nel dettaglio, i mezzi di trasmissione senza filo MT definenti la rete di comunicazione RC senza fili costituiscono i nodi di comunicazione di quest’ultima. I nodi di comunicazione definiti dai mezzi di trasmissione senza filo MT sono vantaggiosamente predisposti ad organizzarsi autonomamente, preferibilmente secondo comunicazioni di tipo “multi-hop”, vale a dire secondo un sistema di trasmissione di dati che sfrutta più nodi di comunicazione differenti, per fare da repeater dei dati ed instradare questi ultimi verso la loro destinazione. I percorsi di instradamento possono variare a seconda della disponibilità e delle condizioni di funzionamento dei nodi. In altre parole, la rete di comunicazione RC è in grado di auto organizzarsi, e di inviare le informazioni al nodo che fa da “gateway” o “coordinatore” della rete. I nodi della rete di comunicazione RC senza fili si organizzano autonomamente per stabilire dei percorsi di “routing” variabili dinamicamente.

In accordo con tale soluzione realizzativa della rete di comunicazione RC senza fili, i dati significativi rilevati dai mezzi per il rilevamento MR e trasmessi dai mezzi di trasmissione senza filo MT possono coprire lunghe distanze utilizzando vantaggiosamente sistemi di comunicazione a bassa potenza “low power”. In altre parole, i mezzi di trasmissione senza filo MT e Γ unità elettronica programmabile CPU comprendono uno o più dispositivi di ricetrasmis sione a bassa potenza, preferibilmente operanti con una potenza di trasmissione di circa 0-4 dBm.

L’utilizzo di dispositivi di ricetrasmissione a bassa potenza è possibile in quanto la rete di comunicazione RC senza fili è una rete di comunicazione di tipo “multi-hop” e le distanze di trasmissione tra i pannelli fotovoltaici 1 che formano il campo fotovoltaico sono particolarmente brevi.

Al fine di assicurare Γ organizzazione autonoma della rete di comunicazione RC senza fili, i mezzi di trasmissione senza filo MT di quest’ ultima sono in grado di verificare la disponibilità dei nodi di comunicazione posti in prossimità, preferibilmente attraverso una procedura di “discovery”. La trasmissione di un dato significativo da un nodo ad un altro della rete di comunicazione RC senza fili viene vantaggiosamente eseguita per mezzo di un algoritmo di “routing” attraverso il quale viene stabilito il percorso migliore, preferibilmente secondo una determinata metrica. Il dato significativo viene quindi spedito da un nodo di comunicazione ad un altro nodo di comunicazione vicino secondo il percorso migliore stabilito da un corrispettivo algoritmo.

Un esempio del summenzionato algoritmo è “l’Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) routing” che consente la ricerca dinamica del percorso migliore per la trasmissione di un dato ad un predeterminato destinatario o ad una predeterminata destinazione, e, la ricerca di un percorso alternativo, nel momento in cui la mancata disponibilità di uno o più nodi di comunicazione inibisca il primo percorso stabilito.

I dati raccolti dai singoli nodi che formano la rete di comunicazione RC senza fili per il monitoraggio deirimpianto vengono trasmessi all 'unità centrale di elaborazione CPU la quale funge da punto di raccolta, comunemente denominato “Gateway” o “Coordinator” della rete.

Nel dettaglio il “Coordinator” possiede delle risorse di calcolo superiori a quelle dei singoli nodi di comunicazione e può effettuare una serie di operazioni, quali per esempio: le configurazioni automatiche della rete; i “data-logging”; l’inoltro dei dati su una rete differente da quella utilizzata, vale a dire, “GPRS”, “WiFi”, “Ethernet”, “Internet”, “RS485”, “Fieldbus” e simili, facendo da ponte di collegamento con eventuali conversioni di protocollo, oppure, facendo da “Server” per presentare i dati all’ esterno tramite protocolli di un livello più elevato.

“L’IEEE 802.15.4” specifica il “Physical Layer, PHY” ed il “Media Access Control Layer, MAC” dello “stack” del modello di rete “ISO/OSI”, mentre i livelli più alti, come il livello di rete utilizzato per il “routing”, non vengono trattati direttamente “dall’IEEE 802.15.4”.

Il dispositivo di monitoraggio utilizza preferibilmente lo “standard IEEE 802.15.4/ZigBee” per trasmettere i dati attraverso la rete di comunicazione RC senza fili.

Vantaggiosamente, la trasmissione dei dati può essere eseguita secondo bande di frequenza differenti a seconda delle esigenze e dei luoghi ove gli impianti sono ubicati.

A titolo di esempio, le bande di frequenza utilizzabili possono prevedere: 868MHz, per esempio a 1 canale; oppure, 915MHz, per esempio a 10 canali; oppure, 2,4GHz, per esempio a 16 canali.

Conformemente a tali bande di frequenza, i “data rate” possono oscillare: tra 15kb/s e 25kb/s, preferibilmente 20kb/s per la banda di frequenza di 868MHz; oppure, tra 30kb/s e 50kb/s, preferibilmente 40kb/s, per la banda di frequenza di 916MHz; oppure, fino a 250kb/s per la banda di frequenza da 2,4GHz.

Al fine di aver una maggiore robustezza nella trasmissione dei segnali, viene vantaggiosamente utilizzata la tecnica di “Directsequence spread spectrum, DSSS”. I 16 simboli vengono codificati ciascuno mediante una sequenza di 32 bit “chip” che vengono poi successivamente inviati.

In aggiunta, la rete di comunicazione RC senza fili, prevede anche un “Media Access Control, MAC, layer dell’IEEE 802.15.4”. Vantaggiosamente, per tale “MAC” possono essere previste sia strutture “beacon-enabled” che strutture “non beacon-enabled”.

Inoltre, in accordo con un aspetto vantaggioso della presente invenzione, il “superframe” è preferibilmente costituito da una prima parte di “Contention Access Period, CAP” in cui tutti i nodi di comunicazione della rete di comunicazione RC senza fili possono trasmettere utilizzando una procedura di “Carrier Sense Multiple Access” con “Collision Avoidance, CSMA-CA”, la quale serve per ridurre al minimo la probabilità di collisione sul canale di comunicazione.

In accordo con tale configurazione, è quindi presente una parte di “Contention Free Period, CFP” in cui i coordinatori della rete possono riservare dei “Guaranteed Time Slots, GTS” per i nodi di comunicazione che lo richiedono e che hanno necessità di trasmettere dei dati.

Una parte di tempo può essere riservata ad una condizione di riposo, in cui i nodi di comunicazione sono in una condizione di “sleep mode” e non avviene alcuna trasmissione di dati con il conseguente basso consumo di energia e/o potenza.

Vantaggiosamente, lo “standard” crittografico utilizzato nel “802.15.4” è “Γ Advanced Encryption Standard, AES” fino a 128 bit con quattro livelli di sicurezza: nessuna sicurezza “default”; “AES-CTR”; AES-CBC-MAC”; e, “AES-CCM”.

I mezzi di trasmissione senza filo MT, utilizzano quindi un protocollo ad alto livello, preferibilmente di tipo “ZigBee”, ancor più preferibilmente basato su “standard IEEE 802.15.4”.

“Zigbee” utilizza “IEEE 802.14.4” per gestire il “Physical Layer” ed il “MAC layer”. In particolare, la funzionalità del “Physical Layer” viene estesa, realizzando un “Network Layer” ed una parte del “Application Layer”, che serve da interfaccia per le applicazioni dell’utente, vale a dire “Application support Sub-Layer, APS”.

Vantaggiosamente, la rete di comunicazione RC senza fili basata su “ZigBee” prevede tre tipologie differenti di dispositivi.

Un primo dispositivo è costituito da “ZigBee Coordinator”. “ZigBee Coordinator” corrisponde alla radice di una rete di comunicazione RC “ZigBee” e può operare da ponte tra più reti. Può esserci un solo “Coordinator” in ogni rete “PAN”, il quale è in grado di memorizzare informazioni riguardo alla propria rete ed agire come deposito per le chiavi si sicurezza. In aggiunta, il “Coordinator” è in grado di inizializzare la rete e trasmettere i “beacons” necessari per la sincronizzazione delle comunicazioni.

Un secondo dispositivo è costituito da “ZigBee Router”. Il “ZigBee Router” agisce come un “repeater” o “router” intermedio in grado di passare i dati da o verso altri dispostivi, realizzando comunicazioni di tipo multi-hop.

Un terzo dispositivo è costituito da “ZigBee End Device”. Il “ZigBee End Device” include solo le funzionalità minime per dialogare con il nodo di comunicazione parente, vale a dire, “Coordinator” o “Router”. Il “ZigBee End Device” non può trasmettere dati provenienti da altri dispositivi. Il “ZigBee End Device” costituisce quindi un nodo di comunicazione che richiede il minor quantitativo di memoria risultando quindi più economico rispetto agli altri. I “ZigBee End Devices” operano a intermittenza, svegliandosi periodicamente per inviare dei dati, o riceverne dal “router” o dal “Coordinator” a cui sono collegati, in questo modo i loro consumi di energia sono estremamente ridotti.

Ai fini della sicurezza, risulta particolarmente vantaggioso utilizzare una chiave crittografica “AES”, preferibilmente tramite una o più procedure di scambio delle chiavi crittografiche.

Vantaggiosamente, i singoli nodi di comunicazione della rete di comunicazione RC senza fili possono essere configurati in maniera remota, consentendo una gestione a distanza della stessa da parte di uno o più operatori.

Un idoneo software di gestione provvede a selezionare una serie di impostazioni generali, quali per esempio: il “duty-cycle” della trasmissione radio; le soglie di allarme; e il tipo di sensori monitorati da ciascun nodo di comunicazione.

Sempre più in particolare, i dispositivi che costituiscono il dispositivo di monitoraggio DM sono costituiti da un modulo radio, compatibile con lo “standard IEEE 802.15.4, che opera nella banda dei 2.4 GHz, ed almeno un modulo di acquisizione e condizionamento dei dati provenienti dai mezzi per il rilevamento MR, in cui è vantaggiosamente contenuta anche la circuiteria per effettuare “l’energy scavenging” dei pannelli fotovoltaici 1.

Al fine di garantire la comunicazione senza fili dei dati, il modulo radio utilizza un chip “System-in-package”, che contiene al suo interno un microcontrollore ed un modulo radio compatibile con le specifiche dell’IEEE 802.15.4.

II modulo radio, contiene vantaggiosamente al proprio interno: una memoria “Flash” da 8Mbit a basso consumo, utile per applicazioni di “data-logging”; un circuito di misura dello stato dell’ alimentazione, un convertitore DC/DC; ed, altri dispositivi ausiliari, di controllo o configurazione.

II modulo di acquisizione si occupa di misurare la corrente e la tensione delle singole stringhe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, Γ irraggiamento solare, nonché la temperatura del quadro elettrico e del pannello stesso, per poter calcolare la produzione di energia stimata, e confrontarla con quella realmente prodotta dalle stringhe di moduli fotovoltaici (3).

Il sistema è in grado di acquisire le misure di corrente da 12 canali diversi. Nel dettaglio, tale il sistema può acquisire le misure di corrente di 12 stringhe.

Il sistema prevede inoltre: 1 canale per la misura della tensione di pannello; 1 canale per il collegamento di una termocoppia planare, anche chiamata “surface thermocouple”, fissata sul retro del pannello per la misura della temperatura dei moduli fotovoltaici; e alcuni canali di uscita optoisolati per pilotare eventuali dispositivi esterni.

In alternativa alla termocoppia per la misura della temperatura di pannello è anche possibile collegare un piranometro (non rappresentato) esterno per avere l’informazione sull’intensità dell 'irraggiamento solare sul campo fotovoltaico.

Data la quantità di dati da acquisire, vengono utilizzati dei “multiplexer” analogici, preferibilmente situati nel retro della scheda, in modo tale da effettuare il condizionamento e l’acquisizione di un dato alla volta.

Per l’acquisizione della temperatura dalla termocoppia, si effettua una linearizzazione via “software” in modo tale da compensare le non linearità tipiche di questo tipo di sensore e garantire sufficiente precisione nella misura.

Vantaggiosamente, i mezzi di trasmissione senza filo MT che definiscono la summenzionata rete di comunicazione RC senza fili, sono preferibilmente elettricamente alimentati dai moduli fotovoltaici 3 stessi. In particolare, il sistema di monitoraggio prevede uno o più dispositivi di recupero energetico (non rappresentati) associati ai mezzi di trasmissione senza filo MT ed ai mezzi per il rilevamento MR del rendimento energetico, in modo tale da alimentare questi ultimi con l’energia prodotta dalle stringhe di moduli fotovoltaici 3. In altre parole, i mezzi di trasmissione senza filo MT, i mezzi per il rilevamento MR del rendimento energetico e, pertanto, la rete di comunicazione RC senza fili, vengono alimentati sfruttando un meccanismo a basso costo di “energy scavenging” dall’alta tensione dei pannelli fotovoltaici 1, ottenuta collegando in serie vari moduli fotovoltaici (3) al fine di ottenere una tensione solitamente compresa tra 500V e 800V (il circuito di “energy scavenging” può essere utilizzato per tensioni che possono raggiungere anche 1000V).

L’utilizzo di energia proveniente direttamente dai pannelli fotovoltaici 1, la cui tensione si attesta attorno ai 500V-800V, richiede la trasformazione di quest’ ultima ad un livello di tensione utilizzabile dall’ elettronica del dispositivo di monitoraggio DM (3.3V-5V).

Al fine di fornire un’adeguata alimentazione energetica ai mezzi per il rilevamento MR ed ai mezzi di trasmissione senza filo MT e pertanto alla rispettiva rete di comunicazione RC senza fili, almeno in assenza dell’alimentazione derivante dai sopra citati dispositivi di recupero energetico, come per esempio durante le ore notturne o durante condizioni atmosferiche che non permettono Γ irraggiamento dei moduli fotovoltaici 3, i mezzi per il rilevamento MR ed i mezzi di trasmissione senza filo MT sono vantaggiosamente elettricamente connessi ad almeno una o più batterie ricaricabili (non illustrate) facenti parte dell 'impianto.

Nella summenzionata scheda di acquisizione dei mezzi per il rilevamento MR è presente anche una parte di circuiteria necessaria per effettuare “l’energy scavenging” dal pannello 1 e le relative protezioni da sovratensioni e sovracorrenti di tutti i canali di ingresso.

Vantaggiosamente, i summenzionati mezzi di trasmissione senza filo MT e la rispettiva rete di comunicazione RC senza fili sono svincolati e disaccoppiati dai dispositivi di recupero energetico e/o dalla batteria, per ridurre le dimensioni e gli ingombri complessivi del dispositivo di monitoraggio DM. In altre parole, Γ elettronica di potenza e Telettronica di monitoraggio sono svincolate e disaccoppiate per cui il dispositivo di monitoraggio DM è facilmente alloggiabile all’ interno dei summenzionati quadri di connessione 4. Il metodo a basso costo pensato per ricaricare le batterie è quello di utilizzare un circuito “RC”, preferibilmente montato esternamente al dispositivo di monitoraggio DM in un altro modulo a guida “DIN”, in cui la resistenza è molto grande e permette il passaggio di poche centinaia di μΑ al fine di caricare il condensatore ad una tensione sufficiente per il sistema di energy scavenging. Utilizzando una resistenza particolarmente grande la dissipazione di potenza, preferibilmente non superiore a circa 1W, corrisponde ad un’emissione di calore minima.

Utilizzando una corrente almeno superiore alla corrente di “leakage” del condensatore usato, viene garantita la carica del condensatore stesso, secondo la tipica curva di salita esponenziale. Per limitare la tensione raggiunta, evitando così che superi i limiti di voltaggio previsti per il condensatore, quest’ultimo viene posto in parallelo ad un diodo “Zener”, con una tensione di “breakdown”, per esempio di circa 15V.

All’ interno della summenzionata scheda di acquisizione del dispositivo di monitoraggio DM è inoltre presente un circuito di controllo, preferibilmente sempre alimentato, che rileva i valori di tensione raggiunti dal condensatore esterno di accumulo e prevede due soglie: una soglia superiore in cui aziona il convertitore “Buck” presente nell’ingresso del sistema ed utilizzato anche per la ricarica della batteria; e, una inferiore, in cui lo spegne.

II circuito di controllo e conversione DC/DC dell’alimentazione esterna, e quello di acquisizione e condizionamento dei dati, nonché di ricarica della batteria, sono isolati tra loro mediante isolamento galvanico. In questo modo vengono protette le batterie da eventuali “burst” o “surge” dell’impianto, così come l’intero circuito di acquisizione.

In pratica, all’azionamento del convertitore “Buck”, il sistema assorbe corrente dal condensatore, caricando la batteria e scaricando il condensatore. Appena la tensione sul condensatore diventa troppo bassa, il circuito di controllo disabilita il convertitore “Buck” ed il condensatore si può nuovamente ricaricare, mentre la tensione residua è più che sufficiente per tenere alimentato il circuito di controllo.

Dimensionando opportunamente questo circuito è possibile effettuare dei cicli di ricarica della batteria in modo intermittente “pulse-charging method”. In questo modo vengono evitate condizioni di surriscaldamento delle batterie ricaricabili al “NiMH” quando queste ultime sono già completamente cariche.

Inoltre, per ricaricare più velocemente la batteria stessa, il “firmware” del dispositivo può decidere di mantenere completamente in stato di “stand-by” tutta Γ elettronica, riducendo il consumo delle batterie a pochi μΑ, ed autonomamente effettuare la ricarica della batteria. Quando la batteria supera un determinato valore di carica, preferibilmente configurato dall’utente, il sistema può tornare nuovamente in modalità attiva e trasmettere i dati.

In alternativa a questo meccanismo di “energy scavenging” direttamente da pannello, il sistema sviluppato può anche essere alimentato da un singolo modulo fotovoltaico 3 di una delle stringhe 2, consentendo ulteriore flessibilità nella scelta del tipo di alimentazione.

Questo metodo di “energy scavenging” può essere vantaggiosamente applicato al sistema dal momento che i nodi della rete trasmettono per brevi distanze (dal momento che la rete è di tipo “multi-hop”), di conseguenza i consumi sono minimi; per questo motivo è possibile utilizzare il suddetto circuito di recupero di energia, alternativamente a circuiti di potenza appositi, caratterizzati da componenti più grandi e costosi.

Il circuito di “energy scavenging” è meno efficiente rispetto ad un circuito di conversione di potenza DC/DC, tuttavia, dal momento che i mezzi di trasmissione senza filo MT ed i mezzi per il rilevamento MR del rendimento energetico hanno consumi estremamente limitati (perché le distanze di trasmissione sono piccole e la rete è multi-hop), la perdita di efficienza si traduce in una dissipazione energia e di calore minima; con il vantaggio tuttavia si poter utilizzare componenti meno ingombranti e costosi, La presente invenzione risolve i problemi riscontrati nella tecnica nota e raggiunge importanti vantaggi.

Innanzitutto, il summenzionato dispositivo di monitoraggio permette di rilevare in tempo reale le condizioni di lavoro energetico delle stringhe 2 di moduli fotovoltaici 3. In altre parole, il summenzionato dispositivo di monitoraggio DM consente Γ immediato rilevamento della presenza di eventuali problemi che possono pregiudicare il corretto funzionamento e l’ottimale rendimento delle stringhe di moduli fotovoltaici 3.

In aggiunta, Γ eliminazione totale di cablaggi e cavi intermedi di connessione tra i mezzi di rilevamento, nonché la presenza di una rete di comunicazione RC senza fili consente la totale eliminazione di qualsiasi cablaggio intermedio. L’eliminazione dei cablaggi e dei cavi di connessione conferisce al dispositivo di monitoraggio DM, da un lato, un ingombro contenuto, e, riducendo, dall’altro lato, i costi complessivi di questi ultimi.

Va inoltre considerato che la rete comunicazione RC senza fili definita dal dispositivo di monitoraggio DM è in grado di alimentarsi autonomamente dai pannelli fotovoltaici sfruttando il sopra citato meccanismo di “energy scavenging”. Questo meccanismo consente un’ulteriore significativa riduzione dei costi legati al dispositivo di monitoraggio DM in quanto quest’ultimo non necessita di particolari cablaggi esterni di alimentazione ad esso dedicati, o componenti e circuiti di potenza appositi.

Va inoltre considerato che l’assenza di cablaggi e cavi intermedi di connessione rende il sopra citato dispositivo di monitoraggio DM particolarmente versatile in termini di adattamento alle configurazioni degli impianti fotovoltaici esistenti.

Più in dettaglio, i summenzionati dispositivi possono essere facilmente installati su qualsiasi impianto fotovoltaico esistente senza richiedere particolari ed onerosi progetti di installazione.

Va inoltre evidenziato che la predisposizione di una rete di comunicazione RC senza fili come quella definita dal dispositivo di monitoraggio DM consente anche: Γ eliminazione di ingombrati infrastrutture e cablaggi, con una conseguente riduzione dei costi complessivi; la predisposizione di un sistema in grado di auto configurarsi in funzione delle condizioni di funzionamento rilevabili in corrispondenza di ciascun nodo di comunicazione; l’utilizzo di una comunicazione di tipo “multi-hop” dei dati; e, l’utilizzo di percorsi di comunicazione dinamici, in grado di adattarsi a malfunzionamenti di alcuni nodi della rete.

Va anche considerato che l’utilizzo di un rete di comunicazione RC senza fili “multi-hop” sugli impianti fotovoltaici, la cui struttura risulta particolarmente regolare e i cui pannelli fotovoltaici 1 sono disposti l’uno in prossimità dell’altro, consente: comunicazioni particolarmente robuste; una fitta presenza di nodi di comunicazione che si prestano alla formazione di percorsi di comunicazione alternativi; e, l’utilizzo di ricetrasmittenti a bassa potenza, basso consumo e dal costo contenuto.

Vantaggiosamente, la separazione della parte di potenza, quali per esempio, gli “shunt” resistivi per la misura di corrente, il partitore resistivo per la misura di tensione, i fusibili, il circuito di alimentazione da pannello, e altri, consente interventi mirati di manutenzione volti alla sostituzione dell’eventuale dispositivo guasto o malfunzionante, senza dover scollegare l’intero sistema dal rispettivo pannello.

Va inoltre considerato che siccome l’elettronica “low-power” del circuito di monitoraggio non ha componenti critici che si usurano nel corso degli anni, quali per esempio, condensatori elettrolitici, “metal-oxide-varistor” per la protezione dell’impianto, e simili, e la temperatura interna è molto contenuta, risultando pertanto meno soggetti a guasti rispetto alla parte circuitale di potenza, l’elettronica “low-power” viene vantaggiosamente svincolata dalla parte circuitale di potenza. In questo modo, per provvedere ad un guasto all’ interno del quadro di connessione 4, dovuto ad un componente facente parte dell’elettronica di potenza, risulta sufficiente sostituire solo l’elemento malfunzionante, senza dover intervenire direttamente sul sistema elettronico di monitoraggio.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di monitoraggio (DM) per stringhe (2) di moduli fotovoltaici (3) di impianti fotovoltaici del tipo comprendenti: una pluralità di stringhe (2) di moduli fotovoltaici (3), elettricamente connessi in serie per ottenere una tensione predeterminata per il funzionamento dell’ inverter, e che formano stringhe (2) collegate a loro volta in parallelo per formare un campo fotovoltaico, detto dispositivo di monitoraggio (DM) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: mezzi per il rilevamento (MR) del rendimento energetico di ciascuna stringa (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3), detti mezzi per il rilevamento (MR) essendo applicabili su rispettivi pannelli fotovoltaici (1); mezzi di trasmissione senza filo (MT) operativamente associati a detti mezzi per il rilevamento (MR) del rendimento energetico, atti a definire almeno una rete di comunicazione (RC) senza fili, detti mezzi di trasmissione senza filo (MT) veicolando uno o più dati significativi relativi a ciascuna stringa (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3) raccolti da detti mezzi per il rilevamento (MR); almeno una unità centrale di elaborazione (CPU) atta a raccogliere ed analizzare i dati significativi rilevati da detti mezzi per il rilevamento (MR) e trasmessi da detti mezzi di trasmissione senza filo (MT).
2. 2. Dispositivo di monitoraggio (DM) secondo la rivendicazione 1, in cui detta rete di comunicazione (RC) senza fili definita da detti mezzi di trasmissione senza filo (MT), presenta una pluralità di nodi di comunicazione predisposti ad organizzarsi autonomamente, preferibilmente secondo comunicazioni di tipo “multi-hop” per veicolare i dati significativi rilevati attraverso differenti nodi di comunicazione a seconda della disponibilità e le condizioni di funzionamento di questi ultimi.
3. 3. Dispositivo di monitoraggio (DM) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi di trasmissione senza filo (MT) definenti detta rete di comunicazione (RC) senza fili, sono elettricamente alimentati da detti pannelli fotovoltaici (3) medesimi, preferibilmente mediante uno o più dispositivi di recupero energetico associati a detti mezzi di trasmissione senza filo (MT).
4. 4. Dispositivo di monitoraggio (DM) secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di trasmissione senza filo (MT) definenti detta rete di comunicazione (RC) senza fili, sono elettricamente connessi ad almeno una batteria, detta batteria essendo atta a fornire l’alimentazione energetica a detti mezzi di trasmissione senza filo (MT) almeno in assenza dell’ alimentazione derivante da detti dispositivi di recupero energetico, ad esempio durante le ore notturne.
5. 5. Dispositivo di monitoraggio (DM) secondo la rivendicazione 4, in cui i mezzi per il rilevamento (MR) e detta rete di comunicazione (RC) senza fili sono svincolati e disaccoppiati dalla parte di potenza dell’impianto per ridurre le dimensioni e gli ingombri complessivi del dispositivo di monitoraggio (DM).
6. 6. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi per il rilevamento (MR) del rendimento sono atti a rilevare, per ciascuna stringa (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3): la corrente prodotta, preferibilmente per mezzo di rispettivi sensori resistivi “shunt” o sensori ad effetto “Hall”; e/o, la tensione, preferibilmente per mezzo di un partitore resistivo; e/o, Γ irraggiamento solare; e/o, la temperatura di pannello; e/o, la temperatura dell’ ambiente circostante.
7. 7. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di trasmissione senza filo (MT) e detta unità centrale di elaborazione (CPU) comprendono uno o più dispositivi di ricetrasmis sione a bassa potenza, preferibilmente operanti con una potenza di trasmissione di 0-4 dBm, o inferiore.
8. 8. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità centrale di elaborazione (CPU) è atta a: memorizzare i dati significativi ricevuti da detti mezzi di trasmissione senza filo (MT), e relativi alle variabili acquisite dai mezzi per il rilevamento (MR) del rendimento energetico; inoltrare i dati significativi memorizzati su reti differenti e secondo la rete di comunicazione (RC) senza fili definita da detti mezzi di trasmissione senza filo (MT) e/o secondo protocolli differenti da quelli utilizzati per la rete di comunicazione (RC) senza fili definita da detti mezzi di trasmissione (MT) senza filo.
9. 9. Dispositivo di monitoraggio secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la rete di comunicazione (RC) senza fili definita da detti mezzi di trasmissione senza filo (MT), utilizza un protocollo ad alto livello, preferibilmente di tipo “ZigBee”, ancor più preferibilmente basato su “standard IEEE 802.15.4”.
10. 10. Impianto fotovoltaico (1) comprendente: una pluralità di stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3), detti moduli fotovoltaici (3) di ciascuna stringa (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) essendo elettricamente connessi in serie per ottenere una tensione predeterminata per il funzionamento dell’ inverter e dette stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di detto impianto (1) essendo collegate in parallelo per formare il campo fotovoltaico; almeno un convertitore DC/AC, anche chiamato “inverter”, operativamente associato a dette stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3) per convertire la tensione e la corrente da queste ottenute in una tensione e corrente finale adatta ad essere immessa nella rete elettrica; almeno un dispositivo di monitoraggio (DM) operativamente associato a dette stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3), detto dispositivo di monitoraggio (DM) essendo atto almeno a rilevare il rendimento energetico di detti moduli fotovoltaici (3) e/o di dette stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3), caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di monitoraggio (DM) è un dispositivo di monitoraggio (DM) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti
11. 11. Impianto fotovoltaico secondo la rivendicazione 10, comprendente inoltre una pluralità di quadri di connessione (4) per il collegamento in parallelo delle stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3) di detto impianto fotovoltaico (1), detti quadri di connessione (4) essendo impegnati inferiormente ai rispettivi pannelli fotovoltaici (1).
12. 12. Impianto fotovoltaico secondo la rivendicazione 11, in cui detti quadri di connessione (4) comprendono una struttura (5) sostanzialmente scatolare, all’intemo della quale sono precostituiti: una pluralità di ingressi; una serie di componenti di protezione da sovratensioni e/o sovracorrenti; almeno un fusibile per una rispettiva stringa (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3); una pluralità di sensori per il rilevamento di rispettivi parametri e/o dati significativi della rispettiva stringa (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3); almeno un canale per il collegamento in parallelo di dette stringhe (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) di moduli fotovoltaici (3).
13. 13. Uso di un dispositivo di monitoraggio (DM) per stringhe (2) di moduli fotovoltaici (3) di impianti fotovoltaici, in accordo con una o più delle rivendicazioni da 1 a 9, su un impianto fotovoltaico comprendente una pluralità di stringhe (2) di moduli fotovoltaici (3), elettricamente connessi in serie per ottenere una tensione predeterminata e le stringhe (2) di detto impianto sono collegate in parallelo, formando pannelli fotovoltaici che a loro volta costituiscono il campo fotovoltaico.