In questo articolo pubblicato sul numero 291 di Elettronica In, viene presentato un simulatore di pannello fotovoltaico pensato per analizzare e ottimizzare il comportamento degli inseguitori MPPT, cioè quei sistemi che cercano automaticamente il punto di massima potenza di un modulo solare. L’obiettivo è riprodurre in laboratorio il comportamento di un pannello reale, senza dipendere dalle condizioni meteo, dall’irraggiamento solare o dalla temperatura esterna.
Perché simulare un pannello solare
I pannelli fotovoltaici non forniscono sempre la stessa tensione e la stessa corrente: le loro prestazioni cambiano in base alla luce solare, alla temperatura e al carico collegato. Questo rende più difficile testare regolatori di carica, convertitori e sistemi MPPT in modo ripetibile. Il progetto descritto nell’articolo nasce proprio per questo: realizzare un simulatore economico e regolabile, capace di emulare un modulo fotovoltaico da 50 W. Il circuito permette di impostare parametri importanti come la corrente di corto circuito, la tensione a vuoto e il coefficiente di temperatura, adattandosi così a diverse condizioni di prova.
Il principio di funzionamento
Il simulatore riproduce il comportamento elettrico di un pannello solare composto da 36 celle in serie. Invece di utilizzare fisicamente 36 diodi, il circuito moltiplica la tensione di un singolo diodo di riferimento, ottenendo una curva simile a quella di un modulo reale. Il sistema integra una sorgente di corrente regolabile, un moltiplicatore di tensione e uno stadio di potenza con adeguata dissipazione termica. In questo modo è possibile simulare sia il funzionamento statico del pannello, sia la risposta dinamica quando il carico varia rapidamente, come accade durante il lavoro di un inseguitore MPPT.
Test e risultati
Il circuito è stato confrontato con un pannello reale Phaesun Sun Plus 50 S. Le misure mostrano che le curve tensione/corrente e potenza/tensione del simulatore risultano molto vicine a quelle del pannello effettivo. Questo significa che il dispositivo può essere usato per verificare il comportamento di regolatori di carica e convertitori in condizioni controllate, senza dover attendere una giornata soleggiata o disporre di un costoso sistema di illuminazione da laboratorio.
Una soluzione utile per il laboratorio
Il simulatore è adatto a moduli fino a circa 50 W con tensione di sistema a 12 V, tipici di piccoli impianti, applicazioni didattiche e sistemi per la ricarica di batterie. Pur non essendo pensato per potenze elevate o per test su inverter collegati alla rete, rappresenta una soluzione pratica per chi vuole studiare il comportamento dei pannelli fotovoltaici e ottimizzare circuiti MPPT in modo sicuro, economico e ripetibile.
