Regolazione della potenza secondo il principio della somma delle correnti

Se su una connessione trifase viene installato uno SMA Energy System Home con un inverter con batteria o ibrido monofase, la regolazione della potenza avviene anche in base al principio della somma delle correnti. Anche in caso di immissione simmetrica del Sunny Tripower Smart Energy trifase, è necessario ricorrere al principio della somma delle correnti, poiché gli utilizzatori di corrente monofase causano una distribuzione asimmetrica della potenza sui conduttori esterni.

Presupposto: valori complessivi dei contatori

Con una connessione trifase e un impianto fotovoltaico con inverter monofase, fisicamente vengono alimentati con l’energia solare autoprodotta solo gli utilizzatori collegati allo stesso conduttore esterno. La corrente in eccesso di cui questi utilizzatori non hanno bisogno viene immessa nella rete. Allo stesso tempo, è possibile che venga richiesta corrente su uno degli altri due conduttori esterni, che deve essere acquistata dalla rete. Per ridurre al minimo la complessità del calcolo, anziché considerare i flussi energetici fase per fase, vengono considerati da un punto di vista contabile. I cosiddetti contatori complessivi compensano la corrente immessa in un conduttore esterno con quella immessa negli altri due conduttori esterni. In tal modo la potenza di fase prelevata dalla rete viene indicata con un segno negativo e la potenza di fase immessa nella rete viene indicata con un segno positivo e poi vengono sommate per ottenere la potenza totale. Questo assicura che i contatori elettronici si comportino esattamente come i tradizionali contatori Ferrari. In questo modo tutti gli utilizzatori domestici possono essere alimentati con l’energia solare autoprodotta e solo la differenza fra tra la produzione e il consumo di corrente viene immesso in rete o acquistato. Tale valore complessivo non fornisce tuttavia alcuna informazione sui flussi di potenza e sulle direzione delle singole fasi.

Sunny Home Manager 2.0 e SMA Energy Meter forniscono valori complessivi. L’installazione deve avvenire a valle del contatore rilevante ai fini del calcolo, nello stesso percorso della potenza.

In uno SMA Energy System Home, l’inverter con batteria o ibrido si occupa dell’accumulo temporaneo su tutte e 3 le fasi del collegamento a rete. Per la regolazione della potenza in base al principio della somma delle correnti, il sistema di accumulo si serve dei valori complessivi di SMA Energy Meter o Sunny Home Manager 2.0 di immissione e prelievo. A seconda dei requisiti locali del gestore di rete, l’intervallo di misurazione di SMA Energy Meter o Sunny Home Manager 2.0 deve essere impostato da 1000 ms a 200 ms.

L’applicazione del principio della somma delle correnti può essere illustrato sulla base di SMA Energy System Home con 3 situazioni esemplificative.

Situazione 1:

L'inverter con batteria carica la batteria.

È mattina. Al sorgere del sole l’impianto FV inizia a immettere in rete e, dopo qualche tempo, raggiunge una potenza di 4 kW. Gli utilizzatori sono ancora spenti.

L’impianto FV immette per prima cosa l’intera potenza FV nella rete pubblica mediante il conduttore esterno 1. L’inverter con batteria riconosce l’immissione in rete, si attiva immediatamente e sfrutta la potenza FV di 4 kW per caricare la batteria.

In questo modo la potenza complessiva non viene più immessa nella rete pubblica.

Situazione 2:

Gli utilizzatori elettrici utilizzano tutta la potenza FV.

È mezzogiorno. La batteria è completamente carica. L’impianto FV mette a disposizione 4 kW. L’utilizzatore sul conduttore esterno 1 sfrutta immediatamente la potenza elettrica dell’impianto FV, che di conseguenza immette nella rete pubblica 2 kW. Gli utilizzatori sui conduttori esterni 2 e 3 prelevano la potenza pari a 1 kW dalla rete pubblica.

Il contatore bidirezionale di immissione e prelievo visualizza la seguente potenza complessiva:

Complessivamente non avviene alcuna immissione in rete e nessun prelievo dalla rete. L’inverter con batteria non ha bisogno di interviene e mantiene invariato lo stato di carica della batteria.

Situazione 2a:

SMA EV Charger sfrutta la produzione fotovoltaica monofase per caricare più velocemente il veicolo elettrico (funzione Boost).

È pomeriggio. La batteria è completamente carica. L’impianto FV mette a disposizione 4 kW. Gli utilizzatori sui conduttori esterni L1, L2 e L3 prelevano rispettivamente una potenza elettrica di 1 kW. La stazione di ricarica (SMA EV Charger) ha un fabbisogno elettrico aggiuntivo di 6 kW sul conduttore esterno L1. Grazie alla funzione Boost di SMA EV Charger, il fabbisogno elettrico della stazione di ricarica può essere coperto almeno in parte mediante l’utilizzo diretto della potenza elettrica dell’impianto FV, rispettando al contempo il limite massimo dello squilibrio di carico richiesto dalla normativa nel punto di connessione. Il contatore bidirezionale di immissione e prelievo visualizza la seguente potenza complessiva:

La rete pubblica è inizialmente l’unica fonte di energia per gli utilizzatori, che alimenta con 5 kW. L'inverter con batteria rileva il prelievo dalla rete e utilizza quindi l’energia accumulata per alimentare gli utilizzatori. Il contatore bidirezionale di immissione e prelievo visualizza la seguente potenza complessiva:

L’energia accumulata temporaneamente nella batteria dall’inverter con batteria non è sufficiente per alimentare completamente gli utilizzatori. Avviene un prelievo ridotto dalla rete pari a 1 kW.

Situazione 3:

L'inverter con batteria alimenta gli utilizzatori con l’energia accumulata.

È sera. L’impianto FV non immette in rete. Gli utilizzatori sono in funzione e prelevano ciascuno una potenza elettrica di 2 kW sul conduttore esterno 1, 1 kW sul conduttore esterno 2 e 1 kW sul conduttore esterno 3.

Il contatore bidirezionale di immissione e prelievo visualizza la seguente potenza complessiva:

La rete pubblica è inizialmente l’unica fonte di energia per gli utilizzatori, che alimenta con 4 kW. L'inverter con batteria rileva il prelievo dalla rete e utilizza quindi l’energia accumulata per alimentare gli utilizzatori.

Il contatore bidirezionale di immissione e prelievo visualizza la seguente potenza complessiva:

L’energia accumulata temporaneamente nella batteria dall'inverter è sufficiente per alimentare gli utilizzatori. Non avviene più alcun prelievo dalla rete.