Collegare i pannelli in serie o in parallelo: che cosa cambia

La differenza è tutta in due frasi. Collegando i moduli in serie — il positivo di uno al negativo del successivo — le tensioni si sommano e la corrente resta quella di un modulo solo. Collegandoli in parallelo — tutti i positivi insieme e tutti i negativi insieme — è il contrario: la corrente si somma e la tensione resta quella di un modulo.

Su un impianto residenziale la risposta pratica è quasi sempre la stessa: i moduli si collegano in serie, formando quella che si chiama stringa, e il parallelo si usa fra stringhe intere, non fra singoli moduli. Il motivo è economico prima che tecnico: a parità di potenza, lavorare a tensione alta e corrente bassa significa perdite minori e cavi più sottili, perché le perdite lungo un cavo crescono con il quadrato della corrente.

Questa pagina spiega che cosa fissa il numero di moduli per stringa, perché una falda diversa vuole una stringa diversa e che cosa chiedere all'installatore. Lo schema d'insieme dell'impianto, con tutti i componenti, è in Schema impianto fotovoltaico.

I due limiti che decidono la lunghezza di una stringa

Il progettista non sceglie il numero di moduli a piacere: lo incastra fra due vincoli, entrambi leggibili sulle schede tecniche.

Il limite di tensione. Ogni modulo ha una tensione a circuito aperto (V_OC) e una tensione massima di sistema, dichiarate in scheda. Sulla scheda del REC Alpha Pure-RX in edizione IEC la V_OC è di 65,7 V per la variante da 475 W e la tensione massima di sistema è di 1.000 V. Dividendo, 1.000 ÷ 65,7 dà poco più di 15: quindici moduli in serie arriverebbero a 985,5 V, quattordici a 919,8 V. È un esempio di calcolo su un modello specifico, non una regola generale.

E qui arriva la parte che un preventivo non spiega quasi mai: al freddo la tensione sale. Il coefficiente di temperatura della V_OC di quel modulo è di −0,24%/°C, cioè la tensione cresce quando la temperatura scende sotto i 25°C delle condizioni di prova. Una stringa dimensionata al limite in una giornata mite può superare il limite in una mattina invernale limpida, che è esattamente la condizione peggiore: freddo e sole insieme. Per questo un progetto serio lascia margine, e per questo il numero di moduli per stringa dipende anche dal clima del posto.

Il limite di corrente. In parallelo le correnti si sommano, e ogni modulo dichiara una corrente di cortocircuito (I_SC, 9,00 A per la variante citata), un fusibile massimo di stringa e una corrente inversa massima (entrambi 25 A su quel modello). Sono questi valori a dire quante stringhe si possono affiancare e con quali protezioni: due stringhe di quel modulo portano 18,00 A, tre ne porterebbero 27,00 e supererebbero il valore dichiarato.

I numeri cambiano da modello a modello: quelli sopra valgono per il modulo dell'esempio, e il senso di citarli è mostrare dove si leggono, non fornire una regola da applicare al tuo impianto.

Perché le falde diverse vogliono stringhe diverse

I moduli di una stessa stringa lavorano insieme: la corrente che li attraversa è la stessa per tutti. Se una parte della stringa riceve meno luce — perché è su una falda con altra esposizione, o perché un camino la ombreggia — condiziona il comportamento dell'intero gruppo.

Da qui due conseguenze pratiche:

1. Moduli su falde con orientamento o inclinazione diversi vanno su stringhe separate, collegate a ingressi indipendenti dell'inverter. Il numero di ingressi MPPT dice quanti gruppi l'inverter sa inseguire separatamente: è una delle domande da fare sul preventivo, spiegata in Inverter fotovoltaico.
2. Dove le ombre sono inevitabili e parziali, la risposta non è cambiare il tipo di collegamento ma aggiungere elettronica per modulo — ottimizzatori o microinverter — che rende ogni pannello indipendente dai compagni. Quando conviene davvero è il tema di Ottimizzatori fotovoltaico: quando servono.

Un dettaglio che vale la pena sapere: tutti i moduli di una stessa stringa dovrebbero essere dello stesso modello e della stessa potenza. Mescolare moduli diversi, o moduli nuovi con moduli già invecchiati, penalizza l'intero gruppo — una delle ragioni per cui i pannelli di seconda mano sono un affare meno buono di quanto sembri.

Il parallelo, quando serve

Il parallelo non è sbagliato: è la scelta giusta in tre casi.

• Fra stringhe intere, per aggiungere potenza restando dentro il limite di tensione dell'inverter.
• Negli impianti in bassa tensione non connessi alla rete, dove la tensione di lavoro è fissata dalla batteria (i sistemi a 12, 24 o 48 V) e l'unico modo di aumentare la potenza è sommare correnti.
• Su superfici molto frammentate, dove non ci sono abbastanza moduli con la stessa esposizione per comporre una stringa sensata.

In tutti i casi il parallelo chiede attenzione alle protezioni: correnti che si sommano significano fusibili, sezioni di cavo e diodi dimensionati di conseguenza. È lavoro da installatore, e la conformità della connessione in bassa tensione ha come riferimento la Norma CEI 0-21, di cui va chiesta la dichiarazione.

Che cosa chiedere all'installatore

1. Quante stringhe avrà l'impianto, con quanti moduli ciascuna.
2. Quanti ingressi MPPT ha l'inverter proposto e come sono distribuite le stringhe fra le falde.
3. Con quale margine di tensione è stata dimensionata la stringa, considerando le temperature minime del posto.
4. Quali protezioni sono previste sul lato continua, e perché.
5. Modello e potenza unitaria dei moduli, uguali dentro la stessa stringa.

Se le risposte arrivano a voce e non per iscritto, chiedile per iscritto: sono le stesse informazioni che serviranno il giorno in cui qualcun altro metterà le mani sull'impianto.

Domande frequenti

Meglio collegare i pannelli in serie o in parallelo?

Su un impianto domestico connesso alla rete, in serie: si lavora a tensione più alta e corrente più bassa, con perdite minori e cavi più sottili. Il parallelo si usa fra stringhe intere o negli impianti in isola a bassa tensione.

Quanti pannelli si possono mettere in una stringa?

Dipende dalla tensione massima di sistema del modulo e dai limiti dell'inverter, con un margine per il freddo. Sul modulo dell'esempio — 65,7 V di V_OC e 1.000 V di tensione di sistema — quindici moduli arriverebbero a 985,5 V: vicino al limite, quindi un progetto prudente ne mette meno. Il calcolo va rifatto sul modello e sul clima del tuo impianto.

Se un pannello è in ombra, perdo tutta la stringa?

Non tutta, ma l'ombra su un modulo condiziona il gruppo di cui fa parte, perché la corrente è comune. È il problema che ottimizzatori e microinverter risolvono rendendo i moduli indipendenti.

Posso aggiungere pannelli a un impianto esistente?

Tecnicamente a volte sì, ma non è un'operazione da "attaccare due moduli": cambia la configurazione elettrica, può richiedere un ingresso MPPT libero o un secondo inverter, e comporta l'aggiornamento della pratica di connessione. Fallo valutare da chi può rilasciare la dichiarazione di conformità.

Perché tutti i moduli devono essere uguali nella stessa stringa?

Perché lavorano con la stessa corrente: il modulo meno performante detta il passo al gruppo. È anche il motivo per cui mescolare moduli usati con moduli nuovi è una cattiva idea.