Comparison of String and Central Inverter Systems

In the present global context, the development of renewable energy sources has become of primary importance from various perspectives, such as environmental concerns, increasing energy consumption, and strategically diversifying the energy portfolio. In this scenario concepts and technology behind the realization of photovoltaic plants are crucially important, as well as the equipment and modalities involved in exploiting the solar energy. This paper aims to compare on multiple aspects the two mainstream inverter configurations in utility power plants - central inverters and string inverters - and the technologies involved. From a theoretical perspective a central inverter system is cheaper, simpler to design and to operate, while a string inverter system is better performing and more flexible. Huawei’s Solution in particular features string inverters with high performance, high availability, low failure rate and little to no maintenance required. In this study, the simulation performed with PVsyst results in higher performance for the string inverter system in terms of annual energy produced. However, the central inverter system is still preferrable from an economic perspective, as it offers better return on investment being cheaper. As a main takeaway we can safely say the string inverter system is superior in terms of performance, but to justify it as a preferrable choice in any scenario, considering its higher upfront investment, there’s still some further technology development to be made.

Nell'attuale contesto globale, lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabile è diventato di primaria importanza sotto vari punti di vista, come l’ambientalismo, l'aumento del fabbisogno energetico e la diversificazione strategica del portafoglio energetico. In questo scenario sono di fondamentale importanza i concetti e la tecnologia alla base della realizzazione di impianti fotovoltaici, così come le apparecchiature e le modalità di sfruttamento dell'energia solare. Questo studio mira a confrontare su molteplici aspetti le due configurazioni di inverter più comuni nelle centrali elettriche fotovoltaiche - inverter centralizzati e inverter di stringa - e le tecnologie coinvolte. Da un punto di vista teorico un sistema inverter centrale è più economico, più semplice da progettare e da operare, mentre un sistema inverter di stringa è più performante e più flessibile. La soluzione di Huawei in particolare prevede inverter di stringa con prestazioni elevate, alta disponibilità, basso tasso di guasto e quasi nessuna manutenzione richiesta. In questo studio, la simulazione eseguita con PVsyst si traduce in prestazioni più elevate per il sistema di inverter di stringa in termini di energia annua prodotta. Tuttavia, il sistema con inverter centralizzato è ancora preferibile dal punto di vista economico, in quanto, essendo meno costoso, offre un migliore ritorno sull'investimento. Come conclusione principale, possiamo tranquillamente affermare che il sistema di inverter di stringa è superiore in termini di prestazioni, ma per giustificarlo come una scelta preferibile in qualsiasi scenario, considerando il suo investimento iniziale più elevato, è ancora necessario qualche ulteriore sviluppo tecnologico.