EO POWER 32

EO POWER - SETTEMBRE 2023 IX SIC realizzata con ricarica AC o DC. Attualmente la più diffusa è la ricarica AC. In questo caso il veicolo elettrico viene ali- mentato attraverso una wallbox AC con corrente alternata, che viene poi convertita in corrente continua per la batte- ria del veicolo attraverso l’ on board charger . In alternativa è possibile installare un dispositivo chiamato wallbox DC, in grado di convertire la corrente alternata in corrente conti- nua, che viene poi fornita al veicolo. Per quanto riguarda il flusso di energia, entrambi gli approcci sono molto simili. Questo vale sia nel caso in cui l’energia fotovoltaica venga usata direttamente per ricaricare il veicolo che nel caso in cui si utilizzi l’energia accumulata, trasmessa dal sistema di accumulo di energia alla batteria del veicolo elettrico. La differenza sostanziale è rappresentata dal luogo in cui av- viene la conversione di energia per la ricarica del veicolo, quindi se all’interno o all’esterno del veicolo stesso. Concept di inverter integrato Il passaggio logico finalizzato all’integrazione e all’otti- mizzazione prevede una possibile integrazione della fun- zione della wallbox DC nell’inverter fotovoltaico con (o senza) opzione di accumulo di energia. Il concept di inverter integrato che ne risulta è rappresentato nella figura 1. L’ac- coppiamento del sistema di accumulo dell’energia e della ricarica fotovoltaica con l’inverter fotovoltaico nel circuito intermedio DC comune consente la trasmissione di energia da ogni collegamento in ingresso a ogni collegamento in uscita, a condizione che tutti gli stadi vengano eseguiti in modo bidirezionale. A questo scopo sono necessari rispet- tivamente solo due stadi di conversione. La riduzione degli stadi di conversione aumenta l’efficienza fino al 96% fra i due nodi, efficienza che a sua volta si suppone al 98% per ogni stadio di conversione. Se l’energia generata dall’im- pianto fotovoltaico viene inizialmente immagazzinata nel sistema di accumulo di energia e successivamente utiliz- zata per la ricarica o per carichi locali, si prevede un’effi- cienza del 92%. Se il veicolo elettrico e il convertitore DC/ DC isolato supportano un funzionamento bidirezionale, la batteria di un veicolo elettrico collegato può essere utiliz- zata come ulteriore accumulatore locale. Oltre a una maggiore efficienza nella trasmissione della corrente e ai risparmi nel funzionamento che ne derivano, il sistema integrato riduce anche i costi di investimento. Il convertitore integrato implica uno stadio di conversione in meno rispetto a una soluzione con un inverter fotovoltaico comprensivo di sistema di accumulo di energia e wallbox DC separata. Inoltre è necessario un solo alloggiamento. Topologie per convertitori integrati La realizzazione del convertitore integrato richiede com- plessivamente quattro stadi di conversione di potenza. Il Fig. 1 – Inverter fotovoltaico con sistema di accumulo di energia integrato e ricarica DC per veicoli elettrici prossimo paragrafo discute di alcune opzioni di topologie e propone modalità per la loro realizzazione con piccoli moduli di elettronica di potenza che prevedono l’utilizzo dell’ultima generazione di MOSFET SiC di ROHM . I moduli qui considerati derivano da un ampliamento pianificato del portafoglio con una line-up di moduli compatti conMOSFET SiC di quarta generazione (Tab. 1). Module type V DSS,max R DS(on) Product No. Topology BST91B1P4K01-VW 4 in 1 BST91T1P4K01-VW 6 in 1 BST47B1P4K01-VW 4 in 1 BST47T1P4K01-VW 6 in 1 BST31B1P4K01-VW 4 in 1 BST31T1P4K01-VW 6 in 1 BST70B2P4K01-VW 4 in 1 BST70T2P4K01-VW 6 in 1 BST38B2P4K01-VW 4 in 1 BST38T2P4K01-VW 6 in 1 BST25B2P4K01-VW 4 in 1 BST25T2P4K01-VW 6 in 1 4 mΩ SCZ4004FTAHRC23 8 mΩ SCZ4008DTAHRC23 13 mΩ SCT4013DTAHRC23 6 mΩ SCZ4006KTAHRC23 11 mΩ SCZ4011KTAHRC23 18 mΩ SCZ4018KTAHRC23 2 in 1 (half brige) 750 V 1200 V 750 V 1200 V 13 mΩ 26 mΩ 45 mΩ 18 mΩ 36 mΩ 62 mΩ Tabella 1 – Moduli compatti con MOSFET SiC di quarta generazione (salvo modifiche) La maggior parte degli impianti fotovoltaici per abitazioni private presenta una potenza nominale di circa 11 kW. Con- siderando che un sistema in questo campo di potenza viene connesso alla rete elettrica con un collegamento trifase, la tensione del circuito intermedio è pari a circa 800 V. Il che rende necessario il ricorso a semiconduttori da 1200 V. In questo campo di tensione i MOSFET SiC offrono notevoli vantaggi in termini di potenza rispetto agli IGBT al Si. Per