Negli impianti fotovoltaici, una delle priorità è garantire la massima sicurezza per gli impianti e le persone che vi soggiornano. Altrettanto importante è il funzionamento efficiente dell'impianto, motivo per cui gli impianti sono dotati dei cosiddetti scaricatori di sovratensione. Quali caratteristiche deve soddisfare uno scaricatore e quali sono le conseguenze della sua assenza?
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Impianti fotovoltaici e loro protezione con scaricatori di sovratensione
Un modo per ottenere energia da fonti rinnovabili è scegliere un impianto fotovoltaico. La sua installazione è subordinata al rispetto di determinati requisiti, tra cui un'adeguata protezione del sistema, tra cui contro le sovratensioni. In un sistema senza protezione, i guasti potrebbero verificarsi molto facilmente. Indipendentemente dalla causa della sovratensione, questa può causare danni ai pannelli stessi, nonché a inverter, cavi o altri elementi importanti per il corretto funzionamento.
Proteggere un impianto fotovoltaico dalle sovratensioni è essenziale a causa delle sue caratteristiche specifiche e della posizione dei pannelli. Collocati all'esterno dell'edificio, sono esposti a condizioni meteorologiche avverse. Il pericolo maggiore è rappresentato dai fulmini. Non è necessario che colpiscano direttamente i pannelli, poiché anche una distanza di diversi chilometri può causare una sovratensione induttiva e un conseguente guasto.
Una protezione adeguata protegge l'impianto dalle interferenze che si verificano nella rete elettrica. Se l'impianto fotovoltaico è collegato alla rete elettrica dell'edificio, è vulnerabile a guasti e sovratensioni causati dal funzionamento improprio dei dispositivi di rete. L'utilizzo di un'adeguata protezione dalle sovratensioni previene guasti e costi elevati per eventuali riparazioni.
Il meccanismo di funzionamento degli scaricatori di sovratensione consiste nel rimuovere l'energia di sovratensione in eccesso dal sistema al fine di proteggere i dispositivi e i componenti in funzione. Questa energia viene quindi reindirizzata a terra. Negli impianti fotovoltaici , vengono utilizzati scaricatori di sovratensione CC e CA.
Nella pratica, negli impianti vengono utilizzati diversi tipi di scaricatori. A seconda della classe, si parla di:
- tipo 1 – utilizzato dove il rischio di fulminazione diretta è elevato, compresi i sistemi con protezione esterna contro i fulmini;
- tipo 2 - più spesso utilizzato negli impianti fotovoltaici, dove la minaccia maggiore è rappresentata dalle cosiddette sovratensioni induttive legate a scariche atmosferiche o provenienti dalla rete;
- Tipo 3: vengono utilizzati insieme ai modelli Tipo 2; il loro ruolo è quello di fornire una protezione aggiuntiva per i dispositivi elettronici particolarmente sensibili ai picchi di tensione.
Quali caratteristiche deve avere un limitatore di sovratensione per impianti fotovoltaici?
Negli impianti fotovoltaici vengono utilizzati speciali scaricatori di sovratensione, resistenti sia alle alte che alle basse temperature. Poiché i pannelli fotovoltaici sono installati all'esterno, sono esposti a gelo, vento, pioggia e, in estate, anche alla radiazione solare. Per questo motivo, gli scaricatori utilizzati devono essere resistenti e adatti a funzionare a temperature estreme. Si presume che il range di protezione sia compreso tra -40 °C e +85 °C.
Il secondo fattore importante è l'elevata resistenza agli impulsi. La protezione deve essere in grado di accettare impulsi anche di valore elevato, senza il rischio di danni. Questo valore deve essere elevato, nell'ordine dei 40 kA, e, se si utilizza uno scaricatore di sovratensione di tipo 1 , anche superiore. La sicurezza dell'intero sistema dipende da questo.
Conseguenze del mancato utilizzo di adeguati scaricatori di sovratensione per impianti fotovoltaici
La protezione da sovratensione è essenziale negli impianti fotovoltaici. Un improvviso aumento dei valori dei parametri e il verificarsi di sovratensioni potrebbero causare gravi guasti al fotovoltaico, agli inverter, ai cavi e ai connettori.
Le sovratensioni che si verificano nell'impianto elettrico creano un rischio di incendio nei quadri elettrici. Per questo motivo è così importante garantire la massima protezione antincendio. È importante ricordare che un incendio nei quadri elettrici rappresenta anche una minaccia per gli edifici residenziali.
Per una protezione adeguata, viene utilizzato uno scaricatore di sovratensione , adattato alle esigenze di un impianto specifico. La sua scelta deve essere compatibile con il sistema di protezione contro i fulmini dell'impianto.
La mancanza di un limitatore negli impianti elettrici in prossimità di pannelli fotovoltaici può portare a una diminuzione dell'efficienza operativa e a interruzioni di corrente.
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