Il sistema fotovoltaico è suddiviso in cinque modalità:
1. Autoconsumo, energia residua immessa in rete
2. Autoconsumo, energia residua fuori rete
3. Griglia completa
4. Fuori rete e On/off-grid
5. Autoconsumo, energia in eccesso immessa nella rete
Autoconsumo, energia residua immessa in rete
Questo modello di impianto fotovoltaico è il più comune; in questo modello si utilizza prevalentemente un sistema di alimentazione fotovoltaica distribuito.
L'elettricità prodotta da un impianto fotovoltaico può essere utilizzata innanzitutto per soddisfare il proprio fabbisogno, e l'eventuale surplus può essere venduto alla rete elettrica per evitare sprechi; se la produzione fotovoltaica è insufficiente, la rete provvederà a fornire l'energia mancante. Tuttavia, questa modalità di accesso alla rete richiede la negoziazione con la società di distribuzione di accordi di vendita di energia elettrica adeguati, che tengano conto degli interessi di entrambe le parti. Le società di distribuzione installano contatori intelligenti bidirezionali per misurare la capacità di generazione degli impianti fotovoltaici e il consumo energetico dei consumatori, e per addebitare o riscuotere i costi dell'elettricità in base alle politiche e alle tariffe negoziate.
Il principale svantaggio di questo modello è che il suo modello di ricavo non è fisso, il rapporto tra autoconsumo e potenza residua immessa in rete è in continua evoluzione e il valore stimato dell'impianto al momento del finanziamento e della vendita potrebbe essere inferiore alla produzione effettiva; inoltre, la dirigenza potrebbe non essere in grado di ottenere un valore patrimoniale ragionevole, preoccupata per il futuro funzionamento dell'impianto da parte degli utenti.
Autoconsumo, energia residua fuori rete
La caratteristica principale dell'approccio di autoconsumo connesso alla rete è la "connessione alla rete senza internet". Il punto di accesso di questo tipo si trova all'estremità inferiore del contatore della società di rete e corrisponde al lato privato del confine di proprietà. In teoria, la società di rete non dovrebbe interferire con l'accesso al sistema, ma questo modello richiede che l'energia fotovoltaica non venga immessa in rete, quindi è necessario un dispositivo di protezione controcorrente. Quando la potenza generata da un impianto fotovoltaico supera il suo carico, il dispositivo di protezione controcorrente deve inviare un segnale all'inverter, che ridurrà la potenza in base al carico, in modo da soddisfare la domanda di energia e non immettere elettricità in rete, realizzando così la funzione del sistema fotovoltaico di prevenire la controcorrente.
Questo modello di impianto fotovoltaico viene generalmente applicato in presenza di un elevato carico di consumo energetico da parte dell'utente, un consumo continuo, interruzioni minime o nulle o parziali durante l'anno, o anche durante le festività, e un fabbisogno energetico di mantenimento dell'utente sufficientemente elevato da assorbire la maggior parte dell'energia elettrica prodotta dall'impianto fotovoltaico. L'obiettivo è quello di utilizzare, per quanto possibile, l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico senza generare sprechi.
Griglia completa
In questa modalità connessa alla rete, l'uscita CA dell'impianto fotovoltaico è collegata direttamente al lato a bassa o alta tensione della rete, ovvero al lato di rete del confine di proprietà. In questo modo, l'elettricità prodotta dall'impianto viene venduta direttamente alla società di distribuzione e il prezzo di vendita corrisponde solitamente al prezzo medio di immissione in rete locale, mentre il prezzo dell'elettricità per l'utente rimane invariato. Questo sistema è definito "due linee di entrate e uscite, ciascuna con la propria contabilità".
Anche le vendite dirette da rete a rete rappresentano la modalità di applicazione principale del fotovoltaico; gli investitori apprezzano questo modello perché è semplice e relativamente affidabile.
Fuori rete e con/fuori rete
Questo modello off-grid, noto anche come centrale fotovoltaica (FV) autonoma, è un sistema che funziona indipendentemente dalla rete elettrica ed è ampiamente utilizzato perché non ha limitazioni geografiche: ovunque ci sia luce solare, può essere installato e utilizzato. È molto adatto per aree remote prive di rete elettrica, isole isolate, pescherecci, allevamenti all'aperto, ecc. Può essere utilizzato anche come generatore di energia di emergenza in luoghi con frequenti interruzioni di corrente.
Tuttavia, questo tipo di sistema di generazione di energia deve essere dotato di batterie, il che comporta un costo relativamente elevato. Inoltre, la durata delle batterie e la necessità di manutenzione e sostituzione aumentano i costi di utilizzo. Pertanto, dal punto di vista economico, è difficile che venga ampiamente utilizzato, quindi non è consigliabile impiegarlo in luoghi con facile accesso all'elettricità.
È inoltre molto pratico per le famiglie che vivono in zone prive di rete elettrica o soggette a frequenti interruzioni di corrente. In particolare, viene utilizzato esclusivamente per risolvere i problemi di illuminazione durante i blackout. Pertanto, i sistemi di generazione di energia off-grid sono progettati specificamente per l'utilizzo in aree isolate o con frequenti interruzioni di corrente.
I lampioni fotovoltaici, le lampade da giardino e altri prodotti fotovoltaici costituiscono anch'essi un sistema fotovoltaico autonomo.
Autoconsumo, energia in eccesso immessa nella rete
Gli scenari di applicazione di questa modalità combinata/off-grid sono frequenti interruzioni di corrente, oppure il prezzo dell'autoconsumo è molto più alto del prezzo dell'energia immessa in rete, e il prezzo di punta è molto più alto del prezzo minimo.
Questo sistema utilizza l'energia fotovoltaica per alimentare i carichi, consentendo di impostare la produzione in base al prezzo di picco e ridurre i costi dell'elettricità; in secondo luogo, può essere caricato nei momenti di minore consumo e scaricato nei momenti di picco, sfruttando la differenza di prezzo tra picco e valle per generare profitto; in terzo luogo, quando la rete elettrica è normalmente alimentata, il sistema funziona come un normale sistema connesso alla rete, in cui l'energia fotovoltaica viene prima fornita al carico e l'energia in eccesso viene immagazzinata nelle batterie o venduta alla rete. L'inverter può quindi passare alla modalità off-grid, consentendo al sistema di continuare a funzionare come alimentatore di riserva, fornendo energia fotovoltaica e da batteria ai carichi importanti tramite l'inverter, senza sprechi.
Sia la modalità on/off-grid che la modalità off-grid richiedono le stesse batterie, ma il costo iniziale dell'investimento è relativamente elevato.
Questa modalità di accesso richiede la negoziazione con la società di rete elettrica del relativo contratto di vendita di energia, tenendo conto degli interessi di entrambe le parti.
In generale, la maggior parte utilizzerà la modalità connessa alla rete; la scelta dipenderà dai requisiti specifici del progetto.
