Come funziona un inverter: proviamo a spiegarvi il funzionamento di un inverter e le sue varie applicazioni.
Inverter, che cos’è e come funziona. Quanti tipi di inverter esistono e soprattutto quale scegliere per il proprio impianto. Tutte le info.
In questo articolo vi spiegheremo che cosa è e come funziona un inverter, da quali parti è costituito e quali sono i principali tipi di inverter più utilizzati nelle situazioni comuni.
Gli inverter sono utilizzati ampiamente nel settore delle energie rinnovabili e in un gran numero di dispositivi: accumulatori, impianti, condizionatori d’aria, motori elettrici per autoveicoli, gruppi di continuità…
Funzionamento climatizzatori inverter
Se siete arrivati qui cercando risposte circa i climatizzatori inverter, vi consigliamo di leggere il nostro articolo-guida Come scegliere un climatizzatore focalizzandovi sull’ultimo paragrafo dedicato ai dispositivi con inverter.
In questa pagina analizzeremo i tipi di inverter utili per la messa in opera di un impianto fotovoltaico.
Inverter, che cos’è
Un inverter è un apparato elettronico che ha la funzione di trasformare una corrente continua (DC), in corrente alternata (AC) a una determinata tensione e frequenza.
Il suo impiego è indispensabile per alimentare, tramite corrente continua, i dispositivi elettrici che funzionano in corrente alternata. Negli impianti fotovoltaici il suo impiego è intuibile. Un impianto fotovoltaico produce corrente continua, mentre la rete elettrica di casa è alimentata da corrente alternata. L’inverter, ha appunto il compito di “invertire” la corrente continua e trasformarla in corrente alternata.
Inverter, a che serve
Mettiamo di avere un elettrodomestico che funziona in corrente alternata a 230V (frequanza 50Hz, che è la frequenza unificata per l’Europa della tensione di rete) ma non abbiamo a disposizione una rete elettrica che ci fornisca corrente alternata… grazie a un inverter possiamo alimentare questo dispositivo sfruttando la corrente continua come quella di una batteria da 12V (DC) prodotto da un impianto fotovoltaico.
Nei motori elettrici, gli inverter trasformano la corrente continua accumulata nelle batterie.
Inverter per fotovoltaico
L’inverter è parte fondamentale di un impianto fotovoltaico. Come premesso, serve a convertire l’energia elettrica prodotto in forma di corrente continua dai Pannelli Fotovoltaici, in corrente alternata a 50Hz. Questa conversione è necessaria affinché la corrente prodotta dal fotovoltaico possa essere riversata nella rete pubblica o verso le utenze tradizionali a 230V. In questo caso si parla di inverter a frequenza costante.
Inverter a frequenza costante
Gli inverter a frequenza costante sono impiegati anche nei gruppi di continuità domestici o accumulatori. Nel gruppo di continuità, la tensione di rete viene raddrizzata in corrente continua a livello compatibile con la batteria interna e, viene ri-convertita dall’inverter in corrente alternata con valori standard (semrep 230V/50Hz) quando si verificano blackout. Esistono gruppi di continuità/accumulatori dalle potenze più disparate, si parte dai 200-300 watt fino a superare, e anche di molto, i 30 kW.
Inverter per motori trifase, inverter a frequenza variabile
Gli inverter a frequenza variabile, invece, sono impiegati per regolare la velocità dei motori trifase: la velocità del motore è strettamente connessa alla frequenza della tensione con cui lo si alimenta.
Tipi di inverter
Ci sono vari modelli di inverter ma quelli più diffusi sono principalmente tre e tutti in grado di produrre un’onda sinusoidale (pura) o pseudosinusoidale (a onda quadrata o modificata).
- Inverter a onda quadrata
Sono più adatti per carichi puramente resistivi. - Inverter a onda sinusoidale modificata
Adatto per carichi resistivi o capacitativi e meno adatto per carichi induttivi in quanto sarebbero troppo rumorosi. - Inverter a onda sinusoidale pura
Adatto per tutti i tipi di carichi in quanto riescono a riprodurre fedelmente un’onda sinusoidale uguale a quella che caratterizza la nostra rete elettrica domestica.
Come funziona un inverter
Nello specifico, come fa un inverter a ottenere una corrente alternata partendo da una corrente continua? Per comprendere il funzionamento di un inverter dovremmo spiegare, in via preliminare, come funziona un alternatore e un trasformatore. Solo a scopo descrittivo, l’inverter può essere visto come un trasformatore “modificato” con l’aggiunta di un circuito a transistor.
L’alternatore riesce a trasformare energia meccanica in elettricità in forma di corrente alternata attraverso il fenomeno dell’induzione elettromagnetica, l’esempio più comune è dato dall’alternato della bicicletta che illumina le luci o dalla ruota del criceto che girando riesce ad azionare una bobina in grado di alimentare una lampadina; infatti, nella sua forma più semplice, l’alternatore è dato da una bobina di filo con un magnete rotante.
Quando il polo del magnete si avvicina alla bobina si crea una corrente indotta nella stessa bobina e questa fluirà nella direzione opposta alla rotazione del magnete producendo corrente alternata.
Molto più complesso è il funzionamento di un trasformatore che, proprio come l’alternatore produce corrente alternata indotta in una bobina ma questa volta in campo magnetico variabile è realizzato da un ulteriore bobina detta “bobina primaria”.
Funzionamento delle bobine
Le due bobine sono entrambe attraversate da corrente elettrica alternata: se la direzione della corrente cambia, la polarità del campo magnetico cambia. Nel trasformatore, la bobina secondaria può modificare la tensione prodotta dalla bobina primaria.
Visualizzate la bobina come una spirale, se la bobina secondaria sarà composta da un avvolgimento doppi rispetto alla bobina primaria, la bobina secondaria riuscirà a generare il doppio della tensione applicata alla bobina primaria. Così, grazie al trasformatore si può ottenere qualunque tensione vogliamo andando a variare le dimensioni delle bobine.
Se nell’alternatore, la bobina primaria è attraversata da corrente continua (come quella prodotta da un modulo fotovoltaico), nella bobina secondaria non si formerà nessuna corrente indotta in quanto il campo magnetico non varia, ma se si riesce a ottenere un cambio della direzione alla corrente continuamente e rapidamente, allora si ha un inverter: l’inversione della direzione si ottiene grazie a circuiti a transistor o tiristori (più recenti ed efficienti).