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• efficienza di conversione
• pannello fotovoltaico

Gli impianti fotovoltaici convertono l’energia solare in elettricità.
Essi possono essere di due tipi:
-Impianti isolati o stand alone.
-Impianti connessi in rete o grid connected.
Gli impianti fotovoltaici di particolare interesse per questa tesi sono quelli stand alone per applicazioni non domestiche.
Si tratta di sistemi in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica, e garantire la continuità d’alimentazione al carico anche durante la notte o durante un giorno nuvoloso.
Tali sistemi sono principalmente costituiti da tre elementi: i pannelli fotovoltaici, l’elettronica di conversione e gli accumulatori.
I pannelli fotovoltaici sono dei dispositivi realizzati dalla serie di celle fotovoltaiche a loro volta realizzate con materiali fotosensibili che illuminati generano una corrente elettrica.
L’elettronica di conversione, ha invece il compito di adattare opportunamente la tensione in uscita dal pannello alle caratteristiche della batteria.
Tale elettronica è costituita da un convertitore DC-DC ed un sistema di controllo che regola e coordina le varie parti.
I sistemi di immagazzinamento di energia elettrica principalmente in uso sono batterie al piombo ricaricabili, grazie alla loro capacità di immagazzinamento con alta efficienza a basso e ad alto voltaggio di input.
L’attività svolta nel presente lavoro di tesi è stata la seguente:
Innanzitutto è stato fatto un confronto tra due convertitori boost con architettura interleaved che utilizzano diverse tecnologie, al fine di stabilire quale sia la filosofia di progetto, che garantisce migliori prestazioni in ambito fotovoltaico.
Scelto tale convertitore è stata progettata l’architettura fotovoltaica più idonea per massimizzarne l’efficienza.
Infine è stato progettato e realizzato un battery charger per accumulatori di tipo elettrochimico da inserire in sistemi isolati, basato su un convertitore boost con architettura interleaved-4.
Possibili applicazioni di tale battery charger sono le cosiddette “street light” cioè lampioni per illuminazione pubblica e privata funzionanti ad energia solare, o anche le “solar lantern”.
In linea di massima questo genere di sistema trova applicazione in tutti quei casi dove portare l’energia elettrica sarebbe logisticamente impossibile ed estremamente oneroso oppure in quei casi dove le linee elettriche danneggiate necessitino di complessi ed onerosi procedimenti di ripristino.
La presente tesi è stata così organizzata:
Nel capitolo 1 viene presentato il funzionamento del convertitore boost a commutazione con architettura single-ended e interleaved.
Nel capitolo 2 viene descritto l’effetto fotovoltaico, la curva caratteristica e il circuito equivalente di una cella fotovoltaica.
Inoltre vengono presentati i diversi tipi di impianti fotovoltaici esistenti.
Nel capitolo 3 si espone il funzionamento degli accumulatori per impianti fotovoltaici, e in particolar modo la curva di ricarica e i circuiti di protezione.
Nel capitolo 4 viene presentato un confronto tra due convertitori boost realizzati secondo filosofie di progetto differenti.
Nel capitolo 5 vengono confrontate diverse architetture fotovoltaiche che includono l’utilizzo del convertitore boost SPV1020.
Nel capitolo 6 è stato progettato il battery charger basato sul convertitore SPV1020.
Nel capitolo 7 è stata concepita e realizzata la scheda applicativa del battery charger in questione.
Nel capitolo 8 sono stati presentati i risultati sperimentali ottenuti con il battery charger.
Verranno poi di seguito tratte le considerazioni finali relative alle possibili applicazioni di tale sistema in ambito fotovoltaico.