ITTO20070750A1 - PHOTOVOLTAIC GENERATION PLANT - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: DESCRIPTION of the Patent for Industrial Invention entitled:

"Impianto di generazione fotovoltaica" "Photovoltaic generation plant"

La presente invenzione riguarda un impianto di generazione fotovoltaica, installabile come supplemento alla rete pubblica di distribuzione d'energia elettrica e dotato di commutazione statica che permette di mantenere elettricamente separati i due sistemi d'alimentazione (rete pubblica e impianto fotovoltaico) pur assicurando alta efficienza e praticità d'impiego. The present invention relates to a photovoltaic generation system, which can be installed as a supplement to the public electricity distribution network and equipped with static switching which allows the two power supply systems to be kept electrically separate (public network and photovoltaic system) while ensuring high efficiency. and practicality of use.

Gli impianti di generazione fotovoltaica dell'energia elettrica vengono spesso installati in funzione ausiliaria alla rete elettrica convenzionale, in modo da ridurre la dipendenza da quest'ultima, sostituendosi ad essa nelle ore diurne delle giornate soleggiate. In pratica 1'impianto fotovoltaico, comprendente una batteria di pannelli solari che alimenta un invertitore, viene a trovarsi collegato in parallelo ai terminali della rete. Il problema dell'alternanza fra l'assorbimento di corrente dalla rete e l'assorbimento dall'impianto fotovoltaico non ha però trovato una soluzione soddisfacente: le modalità prevalenti fino a oggi privilegiano in certi casi l'efficienza, in altri la praticità, senza però riuscire a soddisfare entrambe le esigenze. Photovoltaic electricity generation plants are often installed as an auxiliary function to the conventional electricity grid, in order to reduce dependence on the latter, replacing it during the day on sunny days. In practice, the photovoltaic system, comprising a battery of solar panels which feeds an inverter, is connected in parallel to the network terminals. However, the problem of alternating between the current absorption from the grid and the absorption from the photovoltaic system has not found a satisfactory solution: the methods prevalent up to now favor efficiency in some cases, in others practicality, without however being able to satisfy both needs.

Infatti, ove il gestore della rete elettrica pubblica consente all'utente di restituire energia alla rete, le normative sull'impianto dell'utente e sulla sua connessione alla rete sono, per ragioni di sicurezza della rete pubblica, così stringenti da rendere 1'impianto fotovoltaico molto costoso sia nella fabbricazione che nella successiva manutenzione. Tali costi risultano così elevati da rendere quasi sempre 1'impianto economicamente inaccettabile per le residenze private, anche tenendo conto del recupero che si realizza quando si restituisce energia alla rete. In fact, where the operator of the public electricity grid allows the user to return energy to the grid, the regulations on the user's plant and on its connection to the grid are, for reasons of public grid safety, so stringent as to make the plant very expensive photovoltaic both in manufacturing and in subsequent maintenance. These costs are so high as to make the system almost always economically unacceptable for private residences, even taking into account the recovery that occurs when energy is returned to the grid.

In considerazione di ciò, vengono spesso installati impianti fotovoltaici completamente separati dalla rete, rinunciando così a vendere al gestore pubblico l'eventuale energia fotovoltaica prodotta in eccesso, ma avendo in compenso il vantaggio di una minor spesa d'acquisto e manutenzione dell'impianto, al quale in tal caso non sono richieste le costose misure atte a garantire l'affidabilità rispetto alla protezione della rete pubblica. In consideration of this, photovoltaic systems are often installed completely separate from the grid, thus renouncing to sell to the public operator any photovoltaic energy produced in excess, but having on the other hand the advantage of a lower purchase and maintenance cost of the system. which in this case are not required to take the costly measures to ensure reliability with respect to the protection of the public network.

Scopo essenziale dell'invenzione è quello di realizzare un impianto di generazione fotovoltaica che regoli in modo automatico lo sfruttamento ottimale dell'energia di origine solare, assicurando che l'utenza utilizzi finché possibile la generazione fotovoltaica, e ripieghi sulla rete solo quando è indispensabile, e ciò evitando o riducendo al minimo lo scadimento del servizio d'alimentazione per l'utente. The essential purpose of the invention is to create a photovoltaic generation system that automatically regulates the optimal exploitation of energy of solar origin, ensuring that users use photovoltaic generation as long as possible, and fall back on the grid only when it is indispensable. and this avoiding or minimizing the downtime of the power supply service for the user.

Un altro scopo è di realizzare tale impianto di generazione fotovoltaica a costi di fabbricazione e di installazione accettabili. Another object is to realize this photovoltaic generation plant at acceptable manufacturing and installation costs.

Tali scopi vengono raggiunti dall'invenzione, insieme ad altri scopi e vantaggi quali risulteranno dal seguito della descrizione, con un impianto di generazione fotovoltaica avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1. These objects are achieved by the invention, together with other objects and advantages as will emerge from the following description, with a photovoltaic generation plant having the characteristics set out in claim 1.

Le rivendicazioni subordinate definiscono altre caratteristiche vantaggiose dell'invenzione. The subordinate claims define other advantageous features of the invention.

Si descriveranno ora alcune realizzazioni preferite dell'invenzione, date a titolo d'esempio non restrittivo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: Some preferred embodiments of the invention will now be described, given by way of non-restrictive example, with reference to the attached drawings, in which:

la Fig. ì è uno schema circuitale a blocchi di una prima realizzazione di impianto di generazione fotovoltaica, senza batteria, secondo l'invenzione; Fig. 1 is a block circuit diagram of a first embodiment of a photovoltaic generation plant, without battery, according to the invention;

la Fig. 2 è un esempio di sezionatore statico (ramo del commutatore statico) facente parte dell'impianto della Fig. ì; Fig. 2 is an example of a static disconnector (branch of the static switch) forming part of the plant of Fig. 1;

la Fig. 3 è un esempio di convertitore statico facente parte dell'impianto della Fig. ì; Fig. 3 is an example of a static converter forming part of the plant of Fig. 1;

le Fig. 4, 5 e 6 sono i diagrammi di flusso operativo di un controllore facente parte dell'impianto della Fig. ì; Figs. 4, 5 and 6 are the operating flow diagrams of a controller forming part of the plant of Fig. 1;

la Fig. 8 è uno schema circuitale a blocchi di una seconda realizzazione di impianto di generazione fotovoltaica, dotato di batteria di accumulo, secondo l'invenzione; Fig. 8 is a block circuit diagram of a second embodiment of a photovoltaic generation plant, equipped with a storage battery, according to the invention;

le Fig. 9, io e n sono i diagrammi di flusso operativo di un controllore facente parte dell'impianto della Fig. 8. Figs. 9, I and n are the operating flow diagrams of a controller forming part of the plant of Fig. 8.

Nella Fig. 1, un carico o utenza io, costituito per esempio daH'insieme degli apparecchi elettrici (lampade, apparecchi radiotelevisivi, elettrodomestici, ecc.) di un'abitazione civile o di un ufficio, è alimentato dalla rete elettrica pubblica 12, per esempio a 230 V, 50 Hz, tramite una connessione bifilare 14, attraverso un interruttore controllato statico 16, descritto nel seguito. In Fig. 1, a load or user 10, consisting for example of the set of electrical appliances (lamps, radio and television sets, household appliances, etc.) of a residential house or an office, is powered by the public electricity network 12, for for example at 230 V, 50 Hz, through a two-wire connection 14, through a static controlled switch 16, described below.

Un complesso di pannelli solari 18, opportunamente installati come noto al tecnico del ramo, per esempio su un tetto di un edificio, è atto a generare potenza elettrica continua a bassa tensione, che è applicata a un convertitore DC/AC 20, noto di per sé, atto a convertire la potenza continua in potenza alternata ad alta frequenza, per esempio a 2000 Hz. Questa viene trasformata da un trasformatore 22 ad alta efficienza per elevarne la tensione d'uscita. La tensione ad alta frequenza così prodotta è applicata a un convertitore AC/DC 24 (quale un ponte raddrizzatore convenzionale con filtro RC d'uscita, non rappresentato), per ottenere così una tensione continua elevata, per esempio a 325 V. Questa tensione continua elevata viene infine convertita dal convertitore DC/AC controllato 26 (descritto nel seguito) in una tensione alternata a 230 V, 50 Hz, che va al carico 10 attraverso una connessione bifilare 28, in parallelo alla rete tramite il sezionatore (ramo del commutatore statico) 47: in particolare, quest’ultimo, serve per disaccoppiare il ramo fotovoltaico quando viene abilitata la rete e viceversa. A set of solar panels 18, suitably installed as known to the person skilled in the art, for example on a roof of a building, is able to generate continuous low voltage electrical power, which is applied to a DC / AC converter 20, known per itself, suitable for converting the direct power into alternating power at high frequency, for example at 2000 Hz. This is transformed by a high efficiency transformer 22 to raise its output voltage. The high frequency voltage thus produced is applied to an AC / DC converter 24 (such as a conventional bridge rectifier with an output RC filter, not shown), to obtain a high DC voltage, for example at 325 V. This DC voltage high voltage is finally converted by the controlled DC / AC converter 26 (described below) into an alternating voltage at 230 V, 50 Hz, which goes to the load 10 through a two-wire connection 28, in parallel to the mains through the disconnector (branch of the static switch ) 47: in particular, the latter is used to decouple the photovoltaic branch when the network is enabled and vice versa.

Il funzionamento dell'apparecchiatura sopra descritta è governato da un controllore 30, costituito in modo per sé noto da un microprocessore provvisto di memoria di dati e di programma, nonché di interfacce per eseguire le funzioni descritte nel seguito. The operation of the apparatus described above is governed by a controller 30, constituted in a per se known manner of a microprocessor provided with data and program memory, as well as with interfaces for performing the functions described below.

Il controllore 30 riceve segnali da vari sensori, come segue : Controller 30 receives signals from various sensors, as follows:

- un voltmetro 32 fornisce al controllore 30 un segnale VRETEche rap- - a voltmeter 32 supplies the controller 30 with a VRETE signal which represents

presenta la tensione disponibile dalla rete 12; shows the voltage available from the network 12;

- un voltmetro 34 e un amperometro 35, insieme a un wattmetro 36, forniscono al controllore 30 rispettivi segnali VoutSOL, ISOL<e>P°<ut>soL><c>^<e>rappresentano rispettivamente la tensione, la corrente e la potenza fomite dai pannelli fotovoltaici 18. In particolare dalla VoutSOLil controllore, sulla base dei parametri di perdita e conversione del circuito al massimo valore di corrente I di carico, ricava la tensione ALTERNATA VS0Ldella schiera, da cui ricava la PS0L; - a voltmeter 34 and an ammeter 35, together with a wattmeter 36, supply the controller 30 with respective signals VoutSOL, ISOL <e> P ° <ut> soL> <c> ^ <e> respectively represent the voltage, current and power supplied by photovoltaic panels 18. In particular by VoutSOL the controller, on the basis of the parameters of loss and conversion of the circuit to the maximum load current value I, obtains the ALTERNATING voltage VS0L of the array, from which it derives the PS0L;

- un voltmetro 38 e un amperometro 39, insieme a un wattmetro 40, forniscono al controllore 30 rispettivi segnali VCAR, ICARe PCAR, che rappresentano rispettivamente la tensione alternata applicata al carico 10, la corrente e la potenza assorbita da esso; - a voltmeter 38 and an ammeter 39, together with a wattmeter 40, supply the controller 30 with respective signals VCAR, ICAR and PCAR, which respectively represent the alternating voltage applied to the load 10, the current and the power absorbed by it;

- un voltmetro 45 collegato ad una singola cella 19, fornisce al controllore la VOUTistantanea prodotta dalla singola cella a vuoto. Da questa tensione, il controllore, sulla base dei parametri di perdita e conversione del circuito al massimo valore di corrente I di carico, ricava la tensione ALTERNATA V’S0Ldella schiera; - a voltmeter 45 connected to a single cell 19, provides the controller with the instantaneous VOUT produced by the single vacuum cell. From this voltage, the controller, based on the loss and conversion parameters of the circuit at the maximum load current value I, derives the ALTERNATING voltage V's0L of the array;

- un voltmetro 46, collegato all’uscita del secondo inverter, fornisce la V”outSOL· I<n>particolare, il controllore, sulla base dei parametri di perdita e conversione del circuito al valore di corrente I effettiva assorbita istantaneamente dal carico, ricava la tensione ALTERNATA V”S0Ldella cella a vuoto. - a voltmeter 46, connected to the output of the second inverter, supplies the particular V "outSOL · I <n>, the controller, on the basis of the loss and conversion parameters of the circuit to the actual current I absorbed instantaneously by the load, obtains the AC voltage V ”S0L of the vacuum cell.

Inoltre, il controllore emette segnali di comando, che sono applicati rispettivamente ai sezionatori (rami del commutatore statico) 16, 47 ed al convertitore 26, tramite collegamenti multifilari rappresentati schematicamente con linee tratteggiate 42, 49, 44, per comandare il funzionamento del rispettivo dispositivo, come si descriverà ulteriormente nel seguito. Furthermore, the controller emits control signals, which are applied respectively to the disconnectors (branches of the static switch) 16, 47 and to the converter 26, through multi-wire connections schematically represented with dashed lines 42, 49, 44, to control the operation of the respective device , as will be further described below.

Facendo ora riferimento alla Fig. 2, il sezionatore statico (ramo del commutatore statico) 16 è preferibilmente realizzato mediante quattro interruttori a stato solido per esempio di tipo IGBT, disposti in due coppie in anti-parallelo 46, 48, rispettivamente in serie nella connessione bifilare 14. Le porte dei quattro IGBT sono comandate dal controllore 30 tramite la connessione 42 per abilitare o disabilitare i quattro IGBT in modo da isolare o collegare stabilmente fra loro la rete e il carico, con un tempo di commutazione di pochi millisecondi fra le due condizioni, come noto all'esperto nel ramo. Referring now to Fig. 2, the static disconnect switch (branch of the static switch) 16 is preferably made by means of four solid state switches, for example of the IGBT type, arranged in two anti-parallel pairs 46, 48, respectively in series in the connection two-wire 14. The ports of the four IGBTs are controlled by the controller 30 through connection 42 to enable or disable the four IGBTs in order to isolate or stably connect the network and the load between them, with a switching time of a few milliseconds between the two conditions, as known to one skilled in the art.

Il sezionatore statico (ramo del commutatore statico) 47, analogamente al sezionatore statico 16, presenta la stessa tipologia di Fig.2. In questo caso, però, le porte dei quattro IGBT sono comandate dal controllore 30 tramite la connessione 49 per abilitare o disabilitare i quattro IGBT in modo da isolare o collegare fra loro la fonte solare ed il carico con un tempo di commutazione di pochi millisecondi fra le due condizioni, come noto all'esperto nel ramo. The static switch (branch of the static switch) 47, similarly to the static switch 16, has the same type of Fig.2. In this case, however, the ports of the four IGBTs are controlled by the controller 30 through connection 49 to enable or disable the four IGBTs in order to isolate or connect the solar source and the load to each other with a switching time of a few milliseconds between the two conditions, as known to the skilled in the art.

Nella Fig. 3 è rappresentato uno schema circuitale preferito per il convertitore DC/AC 26. Un ponte di quattro IGBT 50, alimentato dal raddrizzatore 24, è collegato sul suo lato d'uscita al sezionatore statico 47 (ramo del commutatore statico) collegato a sua volta alla connessione bifilare 28 che va al carico 10, in parallelo con la connessione 14. I quattro IGBT 50 sono dotati di rispettivi diodi "free-wheeling" 52 collegati in parallelo, e le loro porte sono comandate tramite la connessione 44. Anche in questo caso il controllore 30 può disabilitare o abilitare stabilmente il convertitore DC/AC 26 ed il sezionatore statico (ramo del commutatore statico) 47 per rispettivamente isolare o collegare la catena a monte dal carico 10 (e quindi rispetto alla rete 12). In particolare, il commutatore 30 abilita gli IGBT del convertitore DC/AD 26 in sequenza programmata con tempi di lavoro e interdizione opportunamente calcolati in modo da trasformare la corrente continua in impulsi modulati in larghezza (PWM) con polarità opportunamente alternate tali da comporre un'onda sinusoidale di corrente alternata a 230 V, 50 Hz, secondo un criterio che risulterà ovvio per l'esperto nel ramo. Figure 3 shows a preferred circuit diagram for the DC / AC converter 26. A bridge of four IGBTs 50, powered by the rectifier 24, is connected on its output side to the static disconnector 47 (branch of the static switch) connected to in turn to the two-wire connection 28 which goes to the load 10, in parallel with the connection 14. The four IGBTs 50 are equipped with respective "free-wheeling" diodes 52 connected in parallel, and their gates are controlled via the connection 44. Also in this case the controller 30 can permanently disable or enable the DC / AC converter 26 and the static switch (branch of the static switch) 47 to respectively isolate or connect the chain upstream from the load 10 (and therefore with respect to the network 12). In particular, the switch 30 enables the IGBTs of the DC / AD converter 26 in a programmed sequence with work and interdiction times suitably calculated so as to transform the direct current into pulses modulated in width (PWM) with suitably alternating polarity such as to compose a sine wave of alternating current at 230 V, 50 Hz, according to a criterion that will be obvious to those skilled in the art.

Ciascuno dei due blocchi di dispositivi statici 47 e 16 di Fig. 2 è quindi in grado, su comando dal controllore 30, di isolare completamente il carico dal rispettivo generatore a monte (rete o fonte solare), e ciò in un tempo che può essere contenuto entro 2 msec. Viceversa, ciascuno dei due blocchi di dispositivi è anche in grado di stabilire il collegamento nello stesso brevissimo tempo di 2 msec. Each of the two blocks of static devices 47 and 16 of Fig. 2 is therefore able, upon command from the controller 30, to completely isolate the load from the respective upstream generator (grid or solar source), and this in a time that can be contained within 2 msec. Conversely, each of the two device blocks is also able to establish the connection in the same very short time of 2 msec.

Il controllore indirizza l'alimentazione verso la fonte solare o verso la rete pubblica sulla base di una serie di rilevazioni che vengono effettuate momento per momento. Identificando come stato A lo stato in cui il controllore è rivolto verso la rete e stato B lo stato in cui il controllore è rivolto verso i pannelli (vedere Figura 4) in Figura 5 e 6 vengono rappresentati rispettivamente i Cicli Macchina 1 e 2 che vengono ripetuti ciclicamente in modo da effettuare un continuo controllo delle grandezze in gioco che determinano la commutazione nei due stati. A ogni iterazione del ciclo, il controllore 30 rileva i valori istantanei di VS0L, V’S0L, V”S0L, VRETE, PSOL>VCARe PCAR. Il controllore dispone inoltre di un riferimento di dati di tensione sinusoidale VRIF, avente ampiezza e frequenza corrispondente alla tensione alternata ideale da applicare al carico pari cioè a V2 · 230 sin (2π · 50 · t). The controller directs the power supply to the solar source or to the public grid on the basis of a series of measurements that are carried out moment by moment. By identifying as state A the state in which the controller is facing the network and state B the state in which the controller is facing the panels (see Figure 4), Figure 5 and 6 respectively represent the Machine Cycles 1 and 2 which are repeated cyclically in order to carry out a continuous control of the quantities involved which determine the switching in the two states. At each iteration of the cycle, the controller 30 detects the instantaneous values of VS0L, V’S0L, V "S0L, VRETE, PSOL> VCAR and PCAR. The controller also has a VRIF sinusoidal voltage data reference, having an amplitude and frequency corresponding to the ideal alternating voltage to be applied to the load equal to V2 · 230 sin (2π · 50 · t).

Nel caso del Ciclo 1 di Figura 5 in cui il commutatore è verso la rete (Stato A), vengono eseguiti i seguenti test: In the case of Cycle 1 of Figure 5 in which the switch is towards the network (State A), the following tests are performed:

- V’S0Lè in tolleranza rispetto a VRIF; - V’S0L is in tolerance with respect to VRIF;

- PS0Lè in tolleranza rispetto ai parametri delFinverter, questo per evitare che, nel caso la corrente sia troppo alta (tensione bassa), l’inverter si bruci per raggiungere la tensione di picco richiesta ; - PS0L is in tolerance with respect to the parameters of the inverter, this is to avoid that, if the current is too high (low voltage), the inverter burns to reach the required peak voltage;

" PSOL> PCAR>cioè la potenza erogata dai pannelli solari è maggiore a quella richiesta dal carico; "PSOL> PCAR> ie the power delivered by the solar panels is greater than that required by the load;

- VS0Lè in tolleranza rispetto a VRIF. - VS0L is in tolerance with respect to VRIF.

Nel caso del Ciclo 2 di Figura 6 in cui il commutatore è verso i pannelli (Stato B), vengono eseguiti i seguenti test: In the case of Cycle 2 of Figure 6 in which the switch is towards the panels (State B), the following tests are performed:

- V"S0Lè in tolleranza rispetto a V^p; - V "S0L is in tolerance with respect to V ^ p;

- è in tolleranza rispetto a VR[F. - is in tolerance with respect to VR [F.

In particolare, per quanto riguarda il rispetto della tolleranza, rimpianto lavora in modo tale che, nel momento in cui il valore della tensione sotto analisi (sinusoide A in Fig. 7) è fuori dall'area rettangolare (che rappresenta la tolleranza in frequenza e ampiezza) della tensione di riferimento VRIF(sinusoide B in Fig. 7), la commutazione rimane invariata. Appena le condizioni sopra elencate non valgono più, il commutatore si aziona. In particular, as regards the respect of tolerance, regret works in such a way that, when the value of the voltage under analysis (sinusoid A in Fig. 7) is outside the rectangular area (which represents the tolerance in frequency and amplitude) of the reference voltage VRIF (sinusoid B in Fig. 7), the switching remains unchanged. As soon as the conditions listed above no longer apply, the switch is activated.

Come si è detto sopra, tali commutazioni avvengono con tempo di transizione così breve (inferiore a 2 msec) da non interrompere o disturbare praticamente nessuna delle usuali utenze di tipo domestico o commerciale. Infatti, come noto all'esperto nel ramo, interruzioni di pochi millisecondi nell'alimentazione risultano più brevi delle costanti di tempo legate alle capacità elettriche interne degli alimentatori, ovvero, nel caso di carichi resistivi quali lampade, sono inferiori alla loro inerzia termica. Perciò le commutazioni effettuate dall'impianto secondo l'invenzione sono tollerate dagli apparecchi di normale impiego senza dar luogo ad anomalie di funzionamento. As stated above, these switches take place with a transition time so short (less than 2 msec) that it practically does not interrupt or disturb any of the usual domestic or commercial users. In fact, as is known to the skilled in the art, interruptions of a few milliseconds in the power supply are shorter than the time constants linked to the internal electrical capacities of the power supplies, or, in the case of resistive loads such as lamps, they are lower than their thermal inertia. Therefore the switchings made by the system according to the invention are tolerated by the apparatuses of normal use without giving rise to operating anomalies.

Si vede, quindi, che l'invenzione realizza un impianto alimentatore ausiliario basato su pannelli solari fotovoltaici che può essere usato senza necessità di omologazione da parte del gestore pubblico, e che tuttavia mantiene la continuità del funzionamento delle utenze nelle commutazioni fra la rete e i pannelli solari. Benché 1'impianto non consenta di cedere alla rete l'energia solare in eccesso, il minor costo d'installazione iniziale compensa largamente questa carenza. It can therefore be seen that the invention realizes an auxiliary power supply system based on photovoltaic solar panels which can be used without the need for approval by the public operator, and which nevertheless maintains the continuity of the operation of the users in the switching between the network and the panels. solar. Although the system does not allow the excess solar energy to be transferred to the grid, the lower initial installation cost largely compensates for this deficiency.

Nell'impianto sopra descritto la potenza generata dai pannelli solari va perduta se essa non è sufficiente alla richiesta del carico. Una seconda realizzazione dell'invenzione, rappresentata nella Fig. 8, consente di migliorare l'efficienza dell'impianto, integrandola con l'energia accumulata da una batteria quando quella fornita dai pannelli solari è insufficiente. In the system described above, the power generated by the solar panels is lost if it is not sufficient for the load request. A second embodiment of the invention, represented in Fig. 8, allows to improve the efficiency of the system, integrating it with the energy accumulated by a battery when that supplied by the solar panels is insufficient.

Lo schema della Fig. 8 è in gran parte identico a quello della Fig. 1, e i componenti uguali portano gli stessi numeri di riferimento. L'impianto della Fig. 8 presenta però anche una batteria 60, collegata ai capi del gruppo di pannelli solari 18, in serie con un carica-batteria 62 e con un gruppo interruttore 64 che è comandato dal controllore 30 tramite una linea di comando 66. The diagram of Fig. 8 is largely identical to that of Fig. 1, and the identical components bear the same reference numerals. However, the system of Fig. 8 also has a battery 60, connected to the ends of the group of solar panels 18, in series with a battery charger 62 and with a switch unit 64 which is controlled by the controller 30 via a command line 66 .

Inoltre, la corrente che entra nella batteria 60 è misurata da un amperometro 68, la tensione ai capi del carica-batteria 62 è misurata da un voltmetro 70, e i segnali di corrente e tensione sono moltiplicati in un wattmetro 72, in modo da fornire al controllore 30 rispettivi segnali VoutgATT<e>PBATP<c>he vengono utilizzati, insieme ai segnali di tensione e potenza già considerati con riferimento alla realizzazione della Fig. 8, eseguendo il ciclo macchina della Fig. 9. In particolare dalla V0UtBATTil controllore, sulla base dei parametri di perdita e conversione del circuito al massimo valore di corrente I di carico, ricava la tensione ALTERNATA VBATTdella schiera, da cui ricava la PBAXX. Furthermore, the current entering the battery 60 is measured by an ammeter 68, the voltage across the battery charger 62 is measured by a voltmeter 70, and the current and voltage signals are multiplied in a wattmeter 72, so as to supply the controller 30 respective signals VoutgATT <e> PBATP <c> which are used, together with the voltage and power signals already considered with reference to the realization of Fig. 8, by executing the machine cycle of Fig. 9. In particular from the V0UtBATT the controller, on the based on the parameters of loss and conversion of the circuit to the maximum load current value I, it obtains the ALTERNATE voltage VBATT of the array, from which it derives the PBAXX.

A seconda del caso in cui il controllore si trovi nello stato A o B, come si vede dalla Fig. 10 e Fig. 11, il controllore dell'impianto della Fig. 8 esegue tutte le operazioni dei cicli macchina 1 e 2 della Fig. 10 e Fig.11, ma inoltre controlla anche i dati VBATTe PBATXper stabilire quando abilitare il gruppo interruttore 64 per alimentare la batteria 60. In pratica si vede che la batteria viene caricata quando l'utenza non richiede potenza (nessun carico in funzione) e quando PS0L< PCAR, cioè l<a>potenza erogata dai pannelli solari è inferiore a quella richiesta dall'utenza (e quindi l'utenza viene alimentata dalla rete, lasciando liberi i pannelli solari). According to the case in which the controller is in state A or B, as can be seen from Fig. 10 and Fig. 11, the system controller of Fig. 8 carries out all the operations of machine cycles 1 and 2 of Fig. 10 and Fig.11, but it also checks the VBATT and PBATX data to establish when to enable the switch unit 64 to power the battery 60. In practice, it can be seen that the battery is charged when the user does not require power (no load in operation) and when PS0L <PCAR, ie the power supplied by the solar panels is lower than that required by the user (and therefore the user is powered by the network, leaving the solar panels free).

Si omette una descrizione dettagliata della programmazione del controllore 30, sia con riferimento alla prima che alla seconda realizzazione, perché tale programmazione risulterà facile per il tecnico del ramo in base alla descrizione data sopra e ai diagrammi di flusso delle Figg. 5, 6, 10 e 11. L'esperto nel ramo comprenderà inoltre come sia senz'altro possibile ottenere dal controllore la rapidità di intervento necessaria per assicurare che, al momento della commutazione, la rete non venga neanche momentaneamente in collegamento coll'impianto e, al tempo stesso, l'utenza non subisca interruzioni più lunghe del tempo tollerato di pochi millisecondi. A detailed description of the programming of the controller 30 is omitted, both with reference to the first and to the second embodiment, because such programming will be easy for the skilled in the art on the basis of the description given above and the flow charts of Figs. 5, 6, 10 and 11. The person skilled in the art will also understand how it is certainly possible to obtain from the controller the speed of intervention necessary to ensure that, at the time of switching, the network is not even momentarily connected to the system and at the same time, the user does not suffer interruptions longer than the tolerated time of a few milliseconds.

In conclusione, dalla descrizione data si vede come 1'impianto soddisfi i requisiti posti nell'introduzione, e cioè di poter essere installato senza parallelo con la rete del gestore pubblico (funzionamento in isola), con tempi di commutazione così bassi (dell'ordine dei 2 ms) da non influire sul funzionamento di nessun apparato, anche il più sensibile (come ad es. le apparecchiature elettroniche). Inoltre, l'impiego di un trasformatore ad alta frequenza e con un adeguato rapporto spire permette, a parità di potenza, di ridurre la corrente e quindi i problemi di perdite elevate. In conclusion, from the description given it can be seen how the system meets the requirements set in the introduction, namely that it can be installed without parallel with the public operator's network (island operation), with such low switching times (of the order of 2 ms) not to affect the operation of any device, even the most sensitive (such as electronic equipment). Furthermore, the use of a high frequency transformer with an adequate turn ratio allows, at the same power, to reduce the current and therefore the problems of high losses.

Claims (4)

RIVENDICAZIONI i. Impianto di generazione fotovoltaica caratterizzato dal fatto di comprendere: - mezzi sezionatori statici (16), collegabili fra una rete d'alimentazione di corrente alternata (12) e un carico (10), pilotabili elettricamente per connettere o isolare l'utenza dalla rete; - mezzi elevatori di tensione (20, 22, 24) collegabili ai terminali di uscita di un gruppo di pannelli fotovoltaici (18) per elevare il livello della tensione continua generata da questi ultimi; - mezzi convertitori statici DC/AC (26), collegabili fra l'uscita di detti mezzi elevatori di tensione (20, 22, 24) per generare una tensione alternata a 50Hz; - mezzi sezionatori statici (47), collegabili fra l’uscita di detti mezzi convertitori statici (26) e il carico (10), pilotabili elettricamente per connettere o isolare l'utenza dall’impianto fotovoltaico; - un controllore (30) avente ingressi per ricevere segnali di tensione, corrente e potenza da rispettivi sensori (32, 34, 35, 36, 38, 39, 40, 45), associati alla rete (12), ai pannelli fotovoltaici (18) al carico (10) ed alla singola cella a vuoto (19), e avente uscite (42, 44, 49) collegate a rispettivi ingressi di comando di detti mezzi sezionatori e di detti mezzi convertitori, e programmato per eseguire iterativamente un ciclo di controllo in cui si verificano rispettivamente le seguenti condizioni: - Detto mezzo sezionatore (16) è interdetto e detti mezzi convertitori statici DC/AC, DC/AC (20, 26, 24) e sezionatore (47) sono pilotati per generare detta tensione alternata d'uscita se la tensione ai capi dei pannelli solari (VS0L) è maggiore di quella applicata al carico (VCAR) e non differisce di più di un intervallo di tolleranza prefissato rispetto a una tensione di riferimento prefissata (V^p), e se la potenza fornita dai pannelli solari (PSOL) è maggiore a quella richiesta dal carico (PCAR); - Detto mezzo sezionatore (16) è azionato e detti mezzi convertitori statici DC/AC, AC/DC (20, 26, 24) e sezionatore AC/AC (47) sono disattivati per abilitare la rete. CLAIMS the. Photovoltaic generation plant characterized by the fact of including: - static disconnecting means (16), connectable between an alternating current power supply network (12) and a load (10), electrically controllable to connect or isolate the user from the network; - voltage raising means (20, 22, 24) connectable to the output terminals of a group of photovoltaic panels (18) to raise the level of the direct voltage generated by the latter; - DC / AC static converter means (26), connectable between the output of said voltage raising means (20, 22, 24) to generate an alternating voltage at 50Hz; - static disconnecting means (47), connectable between the output of said static converter means (26) and the load (10), electrically controlled to connect or isolate the user from the photovoltaic system; - a controller (30) having inputs for receiving voltage, current and power signals from respective sensors (32, 34, 35, 36, 38, 39, 40, 45), associated with the network (12), with the photovoltaic panels (18 ) to the load (10) and to the single vacuum cell (19), and having outputs (42, 44, 49) connected to respective control inputs of said disconnecting means and of said converting means, and programmed to iteratively execute a cycle of control in which the following conditions occur respectively: - Said disconnector means (16) is disabled and said DC / AC, DC / AC static converter means (20, 26, 24) and disconnector (47) are driven to generate said alternating output voltage if the voltage across the panels solar (VS0L) is greater than that applied to the load (VCAR) and does not differ by more than a predetermined tolerance interval with respect to a predetermined reference voltage (V ^ p), and if the power supplied by the solar panels (PSOL) is greater than that required by the load (PCAR); - Said disconnector means (16) is operated and said DC / AC, AC / DC static converter means (20, 26, 24) and AC / AC disconnector (47) are deactivated to enable the network. 2. Impianto di generazione fotovoltaica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elevatori di tensione comprendono un convertitore DC/AC (20) atto a generare una tensione ad alta frequenza, un trasformatore elevatore di tensione (22) e un convertitore AC/DC (24), collegati in cascata fra i pannelli solari (18) e detti mezzi convertitori DC/AC (26) AC/AC (47). 2. Photovoltaic generation plant according to claim 1, characterized in that said voltage boosting means comprise a DC / AC converter (20) adapted to generate a high frequency voltage, a voltage boosting transformer (22) and an AC converter / DC (24), connected in cascade between the solar panels (18) and said DC / AC (26) AC / AC (47) converter means. 3. Impianto di generazione fotovoltaica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre la disposizione in serie di una batteria (60), un carica-batteria (62) e un'interfaccia (64) collegata ai capi dei pannelli solari, e dal fatto che detto controllore (30) ha ingressi per ricevere segnali di tensione e di potenza da rispettivi sensori (68, 70, 72) associati alla batteria ed è programmato per comandare detta interfaccia (64) per abilitare il caricamento della batteria (60) quando la potenza richiesta dal carico (PCAR) è nulla, e per interdire detti mezzi sezionatori e abilitare detti mezzi convertitori statici DC/AC (26) e sezionatore AC/AC (47) quando la potenza richiesta dal carico (PCAR) è inferiore a quella fornita dai pannelli solari (PSOL)<0 a>quella fornita dalla batteria (PBATT)· 3. Photovoltaic generation plant according to claim 1, characterized in that it further comprises the arrangement in series of a battery (60), a battery charger (62) and an interface (64) connected to the ends of the solar panels, and by the fact that said controller (30) has inputs for receiving voltage and power signals from respective sensors (68, 70, 72) associated with the battery and is programmed to control said interface (64) to enable battery charging (60) when the power required by the load (PCAR) is zero, and to disable said disconnector means and enable said DC / AC static converter means (26) and AC / AC disconnector (47) when the power required by the load (PCAR) is lower than that supplied by the solar panels (PSOL) <0 a> that supplied by the battery (PBATT) 4. Impianto di generazione fotovoltaica secondo la rivendicazione 3, caratterizzato inoltre dal fatto che detto controllore (30) è inoltre programmato per abilitare il caricamento della batteria (60) quando la potenza richiesta dal carico (PCAR) è inferiore a quella fornita dai pannelli solari (PSOL)<0 a>quella fornita dalla batteria (PBATT)·4. Photovoltaic generation plant according to claim 3, further characterized by the fact that said controller (30) is also programmed to enable charging of the battery (60) when the power required by the load (PCAR) is lower than that supplied by the solar panels (PSOL) <0 a> that supplied by the battery (PBATT)