Come proteggere l’impianto fotovoltaico

Quello fotovoltaico è un impianto elettrico che richiede dispositivi di protezione da sovratensioni, corto circuiti, contatti diretti, indiretti e altro ancora.

Caratteristiche di un impianto fotovoltaico

Come per tutti gli impianti elettrici anche per quelli fotovoltaici devono essere garantite le protezioni contro i corto circuiti, i contatti diretti e indiretti, che insieme a tutte le caratteristiche prestazionali dell’impianto, devono essere scelti nel rispetto delle norme e delle leggi vigenti in materia.

corto circuitoPer la parte di circuito in corrente continua, a monte dell’inverter, la protezione contro il corto circuito deve essere assicurata dalla caratteristica tensione-corrente dei moduli fotovoltaici, che limita la corrente di corto circuito degli stessi a valori noti e di poco superiori alla loro corrente nominale.

Per la parte di circuito in corrente alternata, a valle dell’inverter, la protezione contro il corto circuito deve essere assicurata dai dispositivi limitatori contenuti all’interno dell’inverter o degli eventuali più inverter.

La protezione contro i contatti diretti deve essere assicurata dall’utilizzo di componenti aventi un idoneo grado di protezione alla penetrazione di solidi e liquidi e di cavi rivestiti con guaina esterna protettiva; per gli impianti civili dell’ordine di qualche kW, generalmente il cavo ha una sezione non inferiore a 4mmq, in virtù anche delle limitate distanze, per ridurre le dispersioni tra i moduli e l’inverter.
Protezione impianti fotovoltaici
Un quadro di sezionamento e protezione, generalmente collega i moduli all’inverter che trasforma ed eroga l’energia elettrica da continua in alternata alla tensione nominale di 230 V, 50 Hz, F + N + PE; l’inverter ha come tensione di riferimento quella della rete elettrica alla quale è collegato e non eroga energia elettrica sulla rete, qualora questa non sia in tensione.

È possibile collegare l’inverter, via linea RS-485, a un sistema di acquisizione dati, sia locale che remoto, mediante un’opportuna scheda elettronica già disponibile con la maggior parte degli inverter in commercio; l’involucro esterno ha, generalmente, una protezione IP21 e così pure le connessioni elettriche esterne, mentre l’uscita dell’inverter è collegata a un interruttore magnetotermico con funzione da dispositivo generale, secondo normativa CEI 11-20.

I cavi elettrici sono generalmente alloggiati in condotti portacavi, che possono essere canali o tubi a seconda del percorso seguito; i tratti brevi di collegamento tra i moduli fotovoltaici possono essere non alloggiati in tubi o canali, essendo protetti dai moduli stessi, che gli evitano sollecitazioni meccaniche e di altro tipo.

cavi di correnteLa protezione contro i contatti indiretti in alternata è solitamente garantita da un sistema di terra con tutte le masse elettriche collegate a un conduttore di protezione PE, tranne quelle delle apparecchiature di Classe II; l’adozione di un sistema di protezione deve essere coordinata da un dispositivo differenziale.

Il sistema in corrente continua, costituito dalle serie di moduli fotovoltaici e dai loro collegamenti agli inverter, sarà un sistema flottante, ossia senza punto di contatto a terra, cioè nessun conduttore attivo è collegato a terra; la protezione nei confronti dei contatti indiretti sarà assicurata dal collegamento al conduttore PE delle masse metalliche.

In funzione del numero di moduli fotovoltaici è preferibile adottare misure di protezione aggiuntive rispetto a quanto prescritto dalle norme CEI 64-8, le quali consistono nel collegamento equipotenziale di ogni struttura di sostegno facente capo a una stringa o gruppo di moduli fotovoltaici.

Nella pratica, quindi, si collega con un conduttore equipotenziale un punto metallico per ogni struttura di fissaggio, verificando in fase di installazione che tra i moduli fotovoltaici e le strutture metalliche di supporto non vi siano interposte parti isolanti costituite da materiali di plastica o gomma, parti ossidate o altro; ciò garantisce la continuità elettrica per la struttura, verificata successivamente in fase di collaudo.

corto circuitoDal punto di vista dell’interazione con la rete elettrica alla quale viene fornita l’energia, l’inverter è internamente protetto contro il cortocircuito e il sovraccarico.

Il riconoscimento della presenza di guasti interni provoca l’immediato distacco dell’inverter dalla stessa rete elettrica; inoltre, un dispositivo generale avrà la funzione di salvaguardare il funzionamento della rete nei confronti di guasti nel sistema di generazione elettrica.

Nella maggior parte dei casi, l’installazione di un impianto fotovoltaico non aumenta in maniera significativa la probabilità di fulminazione da scariche atmosferiche dell’edificio sul quale è installato; barriere protettive, particolarmente rinforzate, possono essere adottate se la frequenza delle scariche atmosferiche in prossimità dell’impianto è alta, perchè le sovratensioni provocate potrebbero danneggiare in particolar modo gli inverter.

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