I sistemi fotovoltaici sfruttano l’energia solare e la convertono in energia elettrica utilizzabile. Un timer ad alta risoluzione permette ai convertitori fotovoltaici di ottenere di più dal sole.
di Fonte ST
I convertitori solari sono il cuore di qualsiasi sistema fotovoltaico, ma sono anche particolarmente impegnativi da progettare a causa delle condizioni estreme che devono sopportare. Il rischio più evidente è il surriscaldamento, poiché non è sempre possibile proteggerli dalle alte temperature. Allo stesso modo, essendo posizionati all’aperto, devono essere compatibili anche con ambienti freddi e livelli di umidità elevata.
Gli impianti solari devono inoltre far fronte a significative variazioni di tensione, in quanto file e file di pannelli solari non saranno esposte in contemporanea agli stessi livelli di luce del sole. Un convertitore di potenza efficiente genera la minor perdita di energia possibile, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche o dall’ora del giorno. I convertitori devono anche essere economici per favorirne l’utilizzo diffuso.
In risposta a queste sfide emergono i convertitori solari MPPT. Il monitoraggio del punto di massima potenza è una tecnica che massimizza la potenza emessa dai pannelli solari monitorando costantemente la potenza in ingresso. Adattando le sue caratteristiche di ingresso (impedenza) il pannello si mantiene al massimo dell’efficienza, indipendentemente dai livelli di radiazione solare o dalla temperatura del pannello. In poche parole, poiché le caratteristiche di uscita delle celle solari non sono lineari, il convertitore MPPT monitora la generazione di energia e, con l’aiuto di algoritmi, modifica il suo comportamento per estrarre quanta più potenza possibile dai pannelli solari.
Per implementare le varie strategie MPPT che massimizzano il carico di potenza, il convertitore solare deve utilizzare dispositivi flessibili in grado di adattarsi a queste modifiche, come gli MCU STM32F334 o STM32G474 capaci di utilizzare un timer ad alta risoluzione (HRTIM1).
I margini offerti dai timer ad alta risoluzione consentono l’uso di componenti passivi come i condensatori ceramici più economici. L’aumento delle prestazioni riduce drasticamente le perdite di commutazione, in quanto ci saranno meno variazioni di tensione o corrente. La progettazione di convertitori solari ha tradizionalmente richiesto l’utilizzo di costosi condensatori elettrolitici, soggetti a degrado. I timer ad alta risoluzione consentono l’uso di condensatori ceramici, che aggirano tutti questi problemi e possono ridurre notevolmente i costi iniziali e di manutenzione. Inoltre, molti stanno osservando l’avvento dei dispositivi in carburo di silicio, capaci di grandi prestazioni.
I timer ad alta risoluzione garantiscono l’uso di componenti più piccoli e più affidabili per un design compatto e un’efficienza superiore al 90% su un’ampia gamma di potenze. Il convertitore funziona a 1 MHz e utilizza il timer ad alta risoluzione HRTIM1 dell’STM32F334.
