ITVI20120031A1 - HIGH EFFICIENCY PHOTOVOLTAIC GENERATOR - Google Patents

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ITVI20120031A1
ITVI20120031A1 IT000031A ITVI20120031A ITVI20120031A1 IT VI20120031 A1 ITVI20120031 A1 IT VI20120031A1 IT 000031 A IT000031 A IT 000031A IT VI20120031 A ITVI20120031 A IT VI20120031A IT VI20120031 A1 ITVI20120031 A1 IT VI20120031A1
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IT
Italy
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photovoltaic generator
photovoltaic
bridge
converter
inductance
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IT000031A
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Alessandro Pace
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S M E S P A
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells

Description

GENERATORE FOTOVOLTAICO AD ELEVATA EFFICIENZA HIGH EFFICIENCY PHOTOVOLTAIC GENERATOR

La presente invenzione si riferisce genericamente ad un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza. The present invention generically refers to a high efficiency photovoltaic generator.

Più in particolare, l’invenzione riguarda un microgeneratore fotovoltaico, che integra una cella fotovoltaica, un convertitore DC-DC ed un convertitore DC-AC, in modo tale che in uscita sia disponibile direttamente una tensione alternata. More specifically, the invention relates to a photovoltaic microgenerator, which integrates a photovoltaic cell, a DC-DC converter and a DC-AC converter, so that an alternating voltage is directly available at the output.

Attualmente, nei sistemi fotovoltaici si impiegano singole celle fotovoltaiche che vengono connesse in serie. Currently, single photovoltaic cells are used in photovoltaic systems which are connected in series.

L’uscita del sistema à ̈ poi solitamente collegata ad un convertitore DC-DC, che innalza e stabilizza la tensione, oppure direttamente ad uno o più inverter, che trasformano la tensione continua in alternata. The system output is then usually connected to a DC-DC converter, which raises and stabilizes the voltage, or directly to one or more inverters, which transform direct voltage into alternating voltage.

Esistono anche dei dispositivi detti micro-inverter, che possono essere collegati ad un numero limitato di celle fotovoltaiche, connesse in serie e di bassa potenza, in modo da trasformare la tensione continua in alternata, ma anche in questo caso si tratta di apparecchi elettronici separati dalla stringa di celle fotovoltaiche impiegate. There are also devices called micro-inverters, which can be connected to a limited number of photovoltaic cells, connected in series and of low power, in order to transform the direct voltage into alternating, but also in this case they are separate electronic devices from the string of photovoltaic cells used.

Inoltre, l’utilizzo di stringhe di celle fotovoltaiche connesse in serie, in condizioni di illuminazione parziale, determina gravi disuniformità di tensione e corrente, che riducono l’efficienza del sistema e costringono l’installatore ad inserire un diodo Schottky in anti-parallelo ad una porzione delle suddette stringhe e/o ad inserire dei rilevatori locali di luminosità, con la conseguenza diretta di declassare così la potenza di uscita del sistema. Furthermore, the use of strings of photovoltaic cells connected in series, in partial lighting conditions, causes serious voltage and current unevenness, which reduce the efficiency of the system and force the installer to insert a Schottky diode in anti -parallel to a portion of the aforesaid strings and / or to insert local luminosity detectors, with the direct consequence of downgrading the output power of the system.

Infine, in tal modo, i pannelli fotovoltaici risultano sempre in tensione e la connessione in serie determina il fatto che le tensioni si portano a valori molto elevati. Finally, in this way, the photovoltaic panels are always under voltage and the series connection determines the fact that the voltages are brought to very high values.

Ciò espone altresì l’installatore a rischi e pericoli supplementari. This also exposes the installer to additional risks and dangers.

Ancora, i valori elevati di tensione portano a sovradimensionare i circuiti di protezione e l’isolamento delle singole parti. Furthermore, the high voltage values lead to oversizing the protection circuits and the insulation of the individual parts.

Nell’ambito delle esigenze sopra menzionate, scopo principale della presente invenzione à ̈, quindi, quello di realizzare un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che consenta di produrre la massima potenza che à ̈ possibile ottenere con la densità di luce presente sulla singola cella fotovoltaica. In the context of the above-mentioned requirements, the main purpose of the present invention is, therefore, to create a high-efficiency photovoltaic generator, which allows to produce the maximum power that can be obtained with the density of light present on the single cell. photovoltaic.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che consenta di ottenere in uscita un elevato rendimento della stringa di celle fotovoltaiche, evitando problemi di disuniformità. Another purpose of the present invention is that of realizing a high efficiency photovoltaic generator, which allows to obtain a high output output of the photovoltaic cell string, avoiding non-uniformity problems.

Altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che elimini il pericolo di perdita di isolamento tra la cella ed il potenziale di terra. Another purpose of the invention is to create a high efficiency photovoltaic generator, which eliminates the danger of loss of insulation between the cell and the earth potential.

Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che consenta al sistema fotovoltaico di autoalimentarsi direttamente dalla cella, spegnendosi automaticamente quando la cella non à ̈ più illuminata-Non ultimo scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che consenta di ottenere un sistema fotovoltaico modulare, considerato che ogni generatore della presente invenzione costituisce un microgeneratore fotovoltaico indipendente. A further purpose of the invention is to create a high efficiency photovoltaic generator, which allows the photovoltaic system to self-feed directly from the cell, automatically turning off when the cell is no longer illuminated. to realize a high efficiency photovoltaic generator, which allows to obtain a modular photovoltaic system, considering that each generator of the present invention constitutes an independent photovoltaic microgenerator.

Questi ed altri scopi sono conseguiti da un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, secondo la rivendicazione 1 allegata. These and other objects are achieved by a high efficiency photovoltaic generator, according to the attached claim 1.

Altre caratteristiche di dettaglio dell’invenzione sono riportate nelle ulteriori rivendicazioni dipendenti. In modo vantaggioso, il generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che à ̈ oggetto della presente invenzione, include una singola cella fotovoltaica, in particolare del tipo a concentrazione, almeno un convertitore DC-DC isolato ed almeno un convertitore DC-AC, che fornisce in uscita una tensione alternata. Il generatore, in pratica, trasforma la tensione continua della singola cella o micro-cella in una tensione alternata, in modo che la cella produca la massima potenza che à ̈ possibile ottenere con la densità di luce presente sulla singola cella fotovoltaica. Other detailed characteristics of the invention are reported in the further dependent claims. Advantageously, the high efficiency photovoltaic generator, which is the object of the present invention, includes a single photovoltaic cell, in particular of the concentration type, at least one isolated DC-DC converter and at least one DC-AC converter, which supplies an alternating voltage output. In practice, the generator transforms the direct voltage of the single cell or micro-cell into an alternating voltage, so that the cell produces the maximum power that can be obtained with the density of light present on the single photovoltaic cell.

Inoltre, in tal modo, le uscite delle micro-celle si collegano in parallelo, anziché in serie (come nella tecnica nota), evitando problemi di disuniformità, che riducono fortemente il rendimento della stringa di celle, ed i problemi di “hot spot reverse bias†, che obbligano l’inserimento di un diodo Schottky in antiparallelo. Moreover, in this way, the outputs of the micro-cells are connected in parallel, instead of in series (as in the known art), avoiding problems of non-uniformity, which greatly reduce the performance of the cell string, and the problems of â € œhot spot reverse biasâ €, which require the insertion of a Schottky diode in antiparallel.

Inoltre, l’isolamento del convertitore tra la cella e l’uscita in alternata elimina il pericolo di perdita di isolamento tra la cella ed il potenziale di terra. Furthermore, the insulation of the converter between the cell and the AC output eliminates the danger of loss of insulation between the cell and the earth potential.

Infine, il sistema fotovoltaico che ne deriva à ̈ un sistema modulare, in quanto ciascuna cella risulta un micro-generatore fotovoltaico indipendente, con la possibilità di auto-escludere dal sistema una o più celle, nel caso in cui le stesse risultino guaste o poco illuminate, per esempio per mezzo di semplici relà ̈ o fusibili (grazie al fatto che le correnti in uscita sono di valore estremamente ridotto, raggiungendo per esempio 100-150 mA). Finally, the resulting photovoltaic system is a modular system, as each cell is an independent photovoltaic micro-generator, with the possibility of self-excluding one or more cells from the system, in the event that they are faulty or not very illuminated, for example by means of simple relays or fuses (thanks to the fact that the output currents are extremely low, reaching for example 100-150 mA).

Il sistema si auto-alimenta altresì dalla singola micro-cella e si spegne automaticamente quando la cella non à ̈ più illuminata. The system also feeds itself from the single micro-cell and switches off automatically when the cell is no longer illuminated.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, secondo la presente invenzione, risulteranno meglio evidenti dalla descrizione seguente, riferita ad una serie di forme di realizzazione esemplificative e preferite, ma non limitative, di tale generatore fotovoltaico, e dai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the high efficiency photovoltaic generator, according to the present invention, will become clearer from the following description, referring to a series of exemplary and preferred, but not limiting, embodiments of said photovoltaic generator, and from the attached drawings, in which:

- la figura 1 Ã ̈ uno schema a blocchi esemplificativo di un generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, secondo la presente invenzione; - figure 1 is an exemplary block diagram of a high efficiency photovoltaic generator, according to the present invention;

- le figure da 2 a 10 mostrano altrettanti schemi circuitali, che possono essere impiegati per la realizzazione pratica di rispettive varianti realizzative del generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, secondo l’invenzione. - Figures 2 to 10 show as many circuit diagrams, which can be used for the practical realization of respective construction variants of the high efficiency photovoltaic generator, according to the invention.

Con particolare riferimento alla figura 1, l’invenzione consiste in pratica di un generatore o micro-generatore fotovoltaico MG, che integra una cella fotovoltaica PV, connessa in cascata ad un convertitore CV di tipo DC-DC (da corrente continua a corrente continua) e ad un convertitore CA di tipo DC-AC (da corrente continua a corrente alternata). With particular reference to figure 1, the invention basically consists of a photovoltaic generator or micro-generator MG, which integrates a photovoltaic cell PV, connected in cascade to a CV DC-DC converter (from direct current to direct current ) and to an AC converter of the DC-AC type (from direct current to alternating current).

All’uscita del generatore MG à ̈ direttamente presente una tensione alternata VA. An alternating voltage VA is directly present at the output of the MG generator.

In particolare, secondo forme di realizzazione preferite, ma non limitative, il generatore MG presenta almeno una cella fotovoltaica PV, che risulta integrata con il convertitore CV e con il convertitore CA, presentando come unica uscita per l’utilizzo di potenza una tensione alternata VA. In particular, according to preferred but non-limiting embodiments, the generator MG has at least one photovoltaic cell PV, which is integrated with the CV converter and with the AC converter, presenting an alternating voltage as the only output for the use of power. IT GOES.

Il generatore fotovoltaico MG così come realizzato nello schema circuitale di cui alla figura 2 allegata si compone di una cella fotovoltaica PV, di almeno un filtro capacitivo 2 in parallelo alla cella PV, di un convertitore CV di tipo DC-DC e, in particolare, di tipo LLC e di un convertitore CA, di tipo DC-AC. The photovoltaic generator MG as realized in the circuit diagram of the attached figure 2 is made up of a photovoltaic cell PV, of at least one capacitive filter 2 in parallel to the PV cell, of a CV DC-DC converter and, in particular , LLC type and an AC converter, DC-AC type.

Il convertitore CV à ̈ composto da almeno un semiponte a MOSFET 3, 4, che trasforma la tensione continua in alternata, almeno un condensatore di disaccoppiamento 5, che elimina la componente continua di corrente sul trasformatore, ed almeno un trasformatore, che si compone, come circuito equivalente, di una induttanza di dispersione 6 e di una induttanza di magnetizzazione 7, nonché di un trasformatore a presa centrale ideale 8, che trasforma la tensione alternata legata al potenziale della cella fotovoltaica PV in due tensioni in alternata con riferimento sull’uscita L2, e di un raddrizzatore, composto da almeno una coppia di diodi 9, 10 e relativi condensatori 11, 12 in parallelo. The CV converter is composed of at least a MOSFET half-bridge 3, 4, which transforms the direct voltage into alternating voltage, at least one decoupling capacitor 5, which eliminates the direct current component on the transformer, and at least one transformer, which is composed, as an equivalent circuit, of a dispersion inductance 6 and a magnetization inductance 7, as well as an ideal central-tapped transformer 8, which transforms the alternating voltage linked to the potential of the PV photovoltaic cell into two alternating voltages with reference to the ™ output L2, and of a rectifier, composed of at least one pair of diodes 9, 10 and relative capacitors 11, 12 in parallel.

Il convertitore CA, di tipo DC-AC, à ̈ composto da almeno un semiponte a MOSFET 13, 14, che opera una modulazione della tensione sull’uscita L1-L2, e da almeno un filtro EMI, composto da almeno una induttanza 15 in serie e dai condensatori 16, 17, 18 in parallelo. The AC converter, of the DC-AC type, is composed of at least one half-bridge with MOSFET 13, 14, which modulates the voltage on the output L1-L2, and of at least one EMI filter, composed of at least one inductance 15 in series and from capacitors 16, 17, 18 in parallel.

Il generatore fotovoltaico MG può essere altresì realizzato come nello schema circuitale di cui alla figura 3 allegata (ove gli stessi componenti circuitali di cui alla figura 2 presentano i medesimi riferimenti), in cui il convertitore CV di tipo LLC à ̈ composto da un ponte completo a MOSFET 3, 4, 3a, 4a al posto del semiponte a MOSFET 3, 4. The MG photovoltaic generator can also be realized as in the circuit diagram of the attached figure 3 (where the same circuit components as in figure 2 have the same references), in which the LLC type CV converter is composed of a bridge complete with MOSFET 3, 4, 3a, 4a instead of the half bridge with MOSFET 3, 4.

Inoltre, gli schemi circuitali di cui alle figure 2 e 3 allegate possono presentare solo l’induttanza 6 ovvero le induttanze 6 e 7 esternamente al trasformatore 8. Lo schema circuitale parziale di cui alla figura 4 allegata, che si riferisce ad una ulteriore variante realizzativa del generatore fotovoltaico secondo la presente invenzione, mostra altresì che il convertitore CV di tipo DC-DC presenta un solo secondario del trasformatore 8, un ponte di diodi 9, 9a, 10, 10a ed il condensatore 11 in parallelo, mentre il convertitore CA di tipo DC-AC à ̈ realizzato mediante il ponte di MOSFET 13, 13a, 14, 14a ed il solito filtro EMI, realizzato come nelle figure 2 e 3 precedenti. Furthermore, the circuit diagrams of the attached figures 2 and 3 can only have the inductance 6 or the inductances 6 and 7 outside the transformer 8. The partial circuit diagram of the attached figure 4, which refers to a further variant realization of the photovoltaic generator according to the present invention, also shows that the DC-DC converter CV has only one secondary of the transformer 8, a diode bridge 9, 9a, 10, 10a and the capacitor 11 in parallel, while the converter AC of the DC-AC type is made by means of the MOSFET bridge 13, 13a, 14, 14a and the usual EMI filter, made as in the previous figures 2 and 3.

Il secondario del trasformatore a presa centrale 8 può essere altresì collegato ai diodi 9, 10 ed al condensatore 11, così come illustrato nello schema circuitale di cui alla figura 5 allegata, e quindi collegato al ponte di MOSFET 13, 13a, 14, 14a ed al solito filtro EMI, composto, come in precedenza, dall’induttanza 15 e dai condensatori 16, 17, 18. The secondary of the center-tapped transformer 8 can also be connected to the diodes 9, 10 and to the capacitor 11, as illustrated in the circuit diagram of the attached figure 5, and then connected to the MOSFET bridge 13, 13a, 14, 14a and the usual EMI filter, composed, as before, by the inductance 15 and by the capacitors 16, 17, 18.

In un’altra variante realizzativa circuitale, mostrata in dettaglio nello schema parziale di cui alla figura 6 allegata, il secondario del trasformatore a presa centrale 8 à ̈ collegato ai diodi 9, 10 e presenta almeno una induttanza 19 connessa tra il ponte raddrizzatore ed il condensatore 11. In another circuit embodiment variant, shown in detail in the partial diagram of the attached figure 6, the secondary of the center-tapped transformer 8 is connected to the diodes 9, 10 and has at least one inductance 19 connected between the rectifier bridge and the capacitor 11.

A valle del condensatore 11 à ̈ poi presente, come in precedenza, un ponte di MOSFET 13, 13a, 14, 14a ed un filtro EMI composto dall’induttanza 15 e dai condensatori 16, 17, 18. Downstream of the capacitor 11 there is then, as before, a bridge of MOSFETs 13, 13a, 14, 14a and an EMI filter composed of the inductance 15 and the capacitors 16, 17, 18.

In una ulteriore variante realizzativa circuitale, mostrata in dettaglio nello schema parziale di cui alla figura 7 allegata, il secondario del trasformatore a presa centrale 8 à ̈ collegato ai diodi 9, 10 e presenta almeno una induttanza 19 connessa tra il ponte raddrizzatore ed il condensatore 11 ed almeno un diodo di ricircolo 9c relativo all’induttanza 19. In a further variant circuit embodiment, shown in detail in the partial diagram of the attached figure 7, the secondary of the transformer with central tap 8 is connected to the diodes 9, 10 and has at least one inductance 19 connected between the rectifier bridge and the capacitor 11 and at least one recirculation diode 9c relating to inductance 19.

A valle del condensatore 11 à ̈ sempre presente poi un ponte di MOSFET 13, 13a, 14, 14a ed un filtro EMI composto dall’induttanza 15 e dai condensatori 16, 17, 18. Downstream of the capacitor 11 there is always a MOSFET bridge 13, 13a, 14, 14a and an EMI filter composed of the inductance 15 and the capacitors 16, 17, 18.

Nella figura 8 allegata à ̈ mostrata un’altra forma realizzativa del generatore fotovoltaico MG secondo la presente invenzione. The attached figure 8 shows another embodiment of the MG photovoltaic generator according to the present invention.

In questo caso, il convertitore CV di tipo DC-DC comprende almeno un MOSFET 3, almeno un diodo 9 ed almeno una induttanza 6 e può comprendere anche il MOSFET 4, il diodo 10 e l’induttanza 6a, collegati al condensatore 11. In this case, the DC-DC converter CV comprises at least one MOSFET 3, at least one diode 9 and at least one inductance 6 and may also include the MOSFET 4, the diode 10 and the inductance 6a, connected to the capacitor 11.

In ogni caso, a valle del condensatore 11 à ̈ sempre presente il ponte di MOSFET 13, 13a, 14, 14a ed il filtro EMI composto dall’induttanza 15 e dai condensatori 16, 17, 18. In any case, downstream of the capacitor 11 there is always the MOSFET bridge 13, 13a, 14, 14a and the EMI filter composed of the inductance 15 and the capacitors 16, 17, 18.

Inoltre, nella figura 9 allegata à ̈ mostrata una ulteriore forma realizzativa del generatore fotovoltaico MG secondo la presente invenzione, in cui il convertitore CV di tipo DC-DC comprende almeno i MOSFET 3, 3a, almeno i diodi 24 e 24a (al posto dei MOSFET 4, 4a), il trasformatore 8, almeno un diodo raddrizzatore 9, un diodo di ricircolo 10 ed almeno una induttanza 19, collegati al condensatore di filtro 11. In ogni caso, a valle del condensatore di filtro 11 à ̈ sempre collegato il ponte di MOSFET 13, 13a, 14, 14a ed il filtro EMI composto dall’induttanza 15 e dai condensatori 16, 17, 18. Furthermore, in the attached figure 9 a further embodiment of the photovoltaic generator MG according to the present invention is shown, in which the DC-DC converter CV comprises at least the MOSFETs 3, 3a, at least the diodes 24 and 24a (instead of the MOSFET 4, 4a), the transformer 8, at least one rectifier diode 9, a recirculation diode 10 and at least one inductance 19, connected to the filter capacitor 11. In any case, the filter capacitor 11 is always connected downstream of the filter capacitor 11. MOSFET bridge 13, 13a, 14, 14a and the EMI filter composed of inductance 15 and capacitors 16, 17, 18.

Infine, il filtro EMI di uscita può essere composto da due induttanze 15, 15a, le quali possono essere accoppiate o meno tra loro, e dai condensatori 16, 17, 18, come mostrato in dettaglio nello schema circuitale parziale di cui alla figura 10 allegata. Finally, the output EMI filter can be composed of two inductances 15, 15a, which may or may not be coupled to each other, and of the capacitors 16, 17, 18, as shown in detail in the partial circuit diagram of the attached figure 10 .

I componenti circuitali sopra menzionati possono essere montati su rispettivi circuiti integrati, in modo tale da ottenere generatori fotovoltaici MG miniaturizzati. In particolare, il generatore fotovoltaico MG realizzato secondo lo schema circuitale di cui alla figura 2 allegata può integrare nello stesso substrato, collegato ad un radiatore di dispersione, almeno una cella fotovoltaica PV ed almeno i MOSFET 3, 4. The above mentioned circuit components can be mounted on respective integrated circuits, in such a way as to obtain miniaturized MG photovoltaic generators. In particular, the photovoltaic generator MG realized according to the circuit diagram of the attached figure 2 can integrate in the same substrate, connected to a dispersion radiator, at least one photovoltaic cell PV and at least the MOSFETs 3, 4.

Alternativamente, il generatore fotovoltaico MG realizzato secondo lo schema circuitale di cui alla figura 2 allegata può integrare nello stesso substrato, collegato ad un radiatore di dispersione, almeno una cella fotovoltaica PV, almeno i MOSFET 3, 4, almeno i diodi 9, 10 ed almeno i MOSFET 13, 14. Alternatively, the photovoltaic generator MG realized according to the circuit diagram of the attached figure 2 can integrate in the same substrate, connected to a dispersion radiator, at least one photovoltaic cell PV, at least the MOSFETs 3, 4, at least the diodes 9, 10 and at least MOSFET 13, 14.

In altre forme realizzative esemplificative e preferite, ma non limitative, il generatore fotovoltaico MG realizzato secondo lo schema circuitale di cui alla figura 3 allegata può integrare nello stesso substrato, collegato ad un radiatore di dispersione, almeno una cella fotovoltaica PV ed almeno i MOSFET 3, 3a, 4, 4a. In other exemplary and preferred embodiments, but not limitative ones, the photovoltaic generator MG realized according to the circuit diagram of the attached figure 3 can integrate in the same substrate, connected to a dispersion radiator, at least one photovoltaic cell PV and at least the MOSFETs 3 , 3a, 4, 4a.

In ulteriori forme realizzative esemplificative e preferite, ma non limitative, il generatore fotovoltaico MG realizzato secondo lo schema circuitale di cui alle figure 3 e/o 4 allegate può integrare nello stesso substrato, collegato ad un radiatore di dispersione, almeno una cella fotovoltaica PV, almeno i MOSFET 3, 3a, 4, 4a, almeno i diodi 9, 9a, 10, 10a ed almeno i MOSFET 13, 13a, 14, 14a. In further exemplary and preferred, but not limiting, embodiments, the photovoltaic generator MG realized according to the circuit diagram of the attached figures 3 and / or 4 can integrate in the same substrate, connected to a dispersion radiator, at least one photovoltaic cell PV, at least the MOSFETs 3, 3a, 4, 4a, at least the diodes 9, 9a, 10, 10a and at least the MOSFETs 13, 13a, 14, 14a.

Dalla descrizione effettuata si comprende, pertanto, come il generatore fotovoltaico ad elevata efficienza, che à ̈ oggetto della presente invenzione, raggiunga pienamente gli scopi e realizzi i vantaggi menzionati in precedenza. From the above description it can therefore be understood how the high efficiency photovoltaic generator, which is the object of the present invention, fully achieves the purposes and achieves the previously mentioned advantages.

E’ chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate al generatore fotovoltaico in questione, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva, così come à ̈ chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, e potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti. Finally, it is clear that numerous other variations can be made to the photovoltaic generator in question, without departing from the principles of innovation inherent in the inventive idea, just as it is clear that, in the practical implementation of the invention , the materials, shapes and dimensions of the illustrated details may be any according to requirements, and may be replaced with other technically equivalent ones.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI 1. Generatore fotovoltaico (MG) ad elevata efficienza comprendente almeno una cella fotovoltaica (PV), connessa ad almeno un filtro capacitivo (2), il quale à ̈ collegato, in cascata, ad almeno un primo convertitore (CV), di tipo DC-DC ed isolato, e ad almeno un secondo convertitore (CA), di tipo DC-AC, in modo tale da trasformare la tensione continua di ciascuna singola cella fotovoltaica (PV) in una tensione alternata (VA) presente in uscita dal generatore fotovoltaico (MG) e collegare così in parallelo le uscite di ciascun generatore fotovoltaico (MG). CLAIMS 1. High efficiency photovoltaic generator (MG) comprising at least one photovoltaic cell (PV), connected to at least one capacitive filter (2), which is connected, in cascade, to at least one first converter (CV), of the DC type -DC and isolated, and to at least a second converter (CA), of the DC-AC type, in such a way as to transform the direct voltage of each individual photovoltaic cell (PV) into an alternating voltage (VA) present at the output of the photovoltaic generator (MG) and thus connect the outputs of each photovoltaic generator (MG) in parallel. 2. Generatore fotovoltaico (MG) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una singola cella fotovoltaica (PV), che à ̈ connessa a detto filtro capacitivo (2). 2. Photovoltaic generator (MG) as in claim 1, characterized in that it comprises a single photovoltaic cell (PV), which is connected to said capacitive filter (2). 3. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta cella fotovoltaica (PV) à ̈ integrata con detti primo e secondo convertitore (CV, CA). 3. Photovoltaic generator (MG) as in at least one of the preceding claims, characterized in that said photovoltaic cell (PV) is integrated with said first and second converters (CV, CA). 4. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo convertitore (CV) à ̈ di tipo LLC. 4. Photovoltaic generator (MG) as in at least one of the preceding claims, characterized in that said first converter (CV) is of the LLC type. 5. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo convertitore (CV), di tipo DC-DC, à ̈ composto da un semiponte o ponte a MOSFET (3, 4, 3a, 4a), che trasforma la tensione continua in alternata, da almeno un circuito di disaccoppiamento (5), che elimina la componente continua di corrente su almeno un trasformatore, composto da almeno una prima induttanza di dispersione (6, 6a) e da almeno una seconda induttanza di magnetizzazione (7), da almeno un trasformatore a presa centrale (8), che trasforma la tensione alternata legata al potenziale di detta cella fotovoltaica (PV) in due tensioni alternate in uscita (L1, L2), e da un raddrizzatore, presente sul secondario di detto trasformatore (8) e composto da almeno una coppia o ponte di diodi (9, 10, 9a, 10a) e da almeno un condensatore (11) in parallelo. 5. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that said first converter (CV), of the DC-DC type, is composed of a half-bridge or MOSFET bridge (3, 4, 3a, 4a ), which transforms the direct voltage into alternating voltage, from at least one decoupling circuit (5), which eliminates the direct current component on at least one transformer, composed of at least a first leakage inductance (6, 6a) and at least a second magnetization inductance (7), from at least one transformer with central tap (8), which transforms the alternating voltage linked to the potential of said photovoltaic cell (PV) into two alternating output voltages (L1, L2), and from a rectifier, present on the secondary of said transformer (8) and composed of at least one pair or bridge of diodes (9, 10, 9a, 10a) and of at least one capacitor (11) in parallel. 6. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo convertitore (CA), di tipo DC-AC, à ̈ composto da almeno un semiponte o ponte a MOSFET (13, 14, 13a, 14a), che opera una modulazione della tensione in uscita (L1-L2), e da un filtro EMI, composto da almeno una induttanza (15, 15a) in serie e da uno o più condensatori (16, 17, 18) in parallelo. 6. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that said second converter (CA), of the DC-AC type, is composed of at least one half-bridge or MOSFET bridge (13, 14, 13a, 14a), which modulates the output voltage (L1-L2), and by an EMI filter, composed of at least one inductance (15, 15a) in series and one or more capacitors (16, 17, 18) in parallel . 7. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta induttanza di dispersione (6) e/o detta induttanza di magnetizzazione (7) sono poste esternamente a detto trasformatore (8). 7. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that said dispersion inductance (6) and / or said magnetization inductance (7) are placed externally to said transformer (8). 8. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il secondario del trasformatore (8) presenta almeno una induttanza (19) connessa tra detto circuito raddrizzatore e detto condensatore (11) in parallelo. 8. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that the secondary of the transformer (8) has at least one inductance (19) connected between said rectifier circuit and said capacitor (11) in parallel. 9. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta induttanza (19), che à ̈ connessa tra detto circuito raddrizzatore e detto condensatore (11) in parallelo, à ̈ collegata ad almeno un diodo di ricircolo (9c). 9. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that said inductance (19), which is connected between said rectifier circuit and said capacitor (11) in parallel, is connected to at least one diode recirculation (9c). 10. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo convertitore (CV), di tipo DC-DC, à ̈ composto da un semiponte o ponte a MOSFET (3, 4, 3a, 4a), che trasforma la tensione continua in alternata, e da almeno un circuito di disaccoppiamento (5), che elimina la componente continua di corrente su almeno un trasformatore, composto da almeno una prima induttanza di dispersione (6, 6a) e da almeno una seconda induttanza di magnetizzazione (7), connesse in parallelo a rispettivi diodi raddrizzatori (9, 10) e ad almeno un condensatore (11). 10. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that said first converter (CV), of the DC-DC type, is composed of a half-bridge or MOSFET bridge (3, 4, 3a, 4a ), which transforms the direct voltage into alternating voltage, and by at least one decoupling circuit (5), which eliminates the direct current component on at least one transformer, composed of at least a first leakage inductance (6, 6a) and at least one second magnetization inductance (7), connected in parallel to respective rectifier diodes (9, 10) and to at least one capacitor (11). 11. Generatore fotovoltaico (MG) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo convertitore (CV), di tipo DC-DC, à ̈ composto da un semiponte o ponte a MOSFET (3, 4, 3a, 4a), che trasforma la tensione continua in alternata, accoppiato ad una coppia di diodi (24, 24a), e da almeno un trasformatore a presa centrale (8), che trasforma la tensione alternata legata al potenziale di detta cella fotovoltaica (PV) in due tensioni alternate in uscita (L1, L2), collegato ad un raddrizzatore, presente sul secondario di detto trasformatore (8) e composto da almeno una coppia o ponte di diodi (9, 10, 9a, 10a) e da almeno un condensatore (11) in parallelo.11. Photovoltaic generator (MG) as per at least one of the preceding claims, characterized in that said first converter (CV), of the DC-DC type, is composed of a half-bridge or MOSFET bridge (3, 4, 3a, 4a ), which transforms the direct voltage into alternating, coupled to a pair of diodes (24, 24a), and by at least one transformer with central socket (8), which transforms the alternating voltage linked to the potential of said photovoltaic cell (PV) into two alternating output voltages (L1, L2), connected to a rectifier, present on the secondary of said transformer (8) and composed of at least one pair or bridge of diodes (9, 10, 9a, 10a) and at least one capacitor ( 11) in parallel.
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