Dispositivi di protezione: Guida alla progettazione di un Impianto Fotovoltaico pt. 10

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Per garantire la sicurezza e l'efficienza di un impianto fotovoltaico, è fondamentale utilizzare una serie di dispositivi di protezione. In questa guida esaminiamo i principali dispositivi di sicurezza e le necessarie verifiche elettriche per assicurarne il corretto dimensionamento.

Durante la fase di progettazione di un impianto fotovoltaico, è fondamentale prevedere, dove necessario, la protezione delle varie sezioni dell’impianto contro sovracorrenti e sovratensioni causate da eventi atmosferici. Pertanto, è indispensabile installare dispositivi di protezione adeguati sia sul lato in corrente continua che su quello in corrente alternata.

Inoltre, è importante verificare che tali dispositivi rispettino i requisiti per la protezione elettrica contro sovraccarichi, cortocircuiti e sovratensioni.

In questa guida di Blumatica, esamineremo tutti i tipi di dispositivi di protezione che possono essere installati in un impianto fotovoltaico e illustreremo i metodi di calcolo per le verifiche delle protezioni dell’impianto.

Schema elettrico, Blumatica Impianti Solari
Figura 1 – Schema elettrico, Blumatica Impianti Solari

 

Dispositivi di protezione

Per garantire la sicurezza e l’efficienza di un impianto fotovoltaico, è fondamentale utilizzare una serie di dispositivi di protezione. Questi dispositivi proteggono l’impianto dai danni causati da sovratensioni, sovracorrenti, cortocircuiti e altri eventi che potrebbero compromettere il funzionamento dell’impianto o la sicurezza delle persone.

Ecco una panoramica dei principali dispositivi di protezione utilizzati in un impianto fotovoltaico:

  • Interruttore di manovra sezionatore
  • Interruttore magnetotermico
  • Interruttore differenziale
  • Interruttore magnetotermico differenziale
  • Sezionatore
  • Contattore
  • SPD
  • Diodi
  • Fusibile
  • Sezionatore fusibile

Interruttore magnetotermico

L’interruttore magnetotermico funziona grazie a due dispositivi di protezione: uno di tipo magnetico, chiamato sganciatore magnetico, e uno di tipo termico, detto sganciatore termico. Entrambi si attivano in presenza di una sovracorrente:

  • L’interruttore termico agisce automaticamente aprendo il circuito in caso di sovraccarico. Si può considerare un sensore termico integrato nell’interruttore elettromagnetico.
  • L’interruttore magnetico funge da dispositivo di sicurezza in presenza di sovracorrente dovuta a cortocircuito.
Interruttore magnetotermico, norme CEI
Figura 2 – Interruttore magnetotermico, norme CEI

Il comportamento dell’interruttore elettromagnetico sotto sovracorrente è rappresentato in un grafico chiamato “Caratteristica di intervento tempo-corrente“, che mostra i tempi di intervento in funzione della corrente.

La scala delle correnti è espressa in multipli della corrente nominale. Per garantire la sicurezza, l’interruttore magnetotermico deve intervenire entro tempi specificati che dipendono dalla corrente, descritti nella curva caratteristica di intervento tempo-corrente.

I valori minimi consentiti sono stabiliti dalle norme EN60898-1 (CEI 23-3/1) per gli interruttori domestici e EN 60947-2 – CEI per quelli industriali. Tali valori devono essere presentati graficamente dal produttore e riferiti alla temperatura ambiente.

La caratteristica di intervento tempo-corrente di un interruttore magnetotermico combina le caratteristiche dei due sganciatori (termico e magnetico) che lo compongono.

Nel grafico, le curve rappresentano solitamente i casi estremi, ma può esserci anche una curva media. Nella prima parte della curva, i tempi di intervento sono più lunghi per correnti minori, tipico comportamento dello sganciatore termico. Nella seconda parte, l’intervento è più rapido con correnti maggiori, tipico dello sganciatore magnetico.

caratteristica di intervento
Figura 3 – caratteristica di intervento

Gli interruttori magnetotermici sono progettati per funzionare a specifiche intensità di corrente, misurate in ampere (A). La corrente nominale In è quella che può circolare senza problemi a temperatura ambiente, indicata sul dispositivo se diversa da 30 °C.

I valori nominali degli interruttori magnetotermici sono: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 A. La scelta dipende dalla corrente a cui deve intervenire la protezione: per garantire la sicurezza, la corrente di cortocircuito non deve superare il massimo valore fornito dal costruttore, indicato in ampere su una targhetta sull’interruttore.

Gli interruttori sono regolabili in base alla corrente che deve fluire nel circuito e sono divisi in tre categorie principali:

  • Tipo B: Interviene con un range di corrente di cortocircuito di 3-5 In. Protegge persone, generatori e cablaggi lunghi.
  • Tipo C: Interviene con un range di 5-10 In. È il più comune e protegge cablaggi e impianti per apparecchiature classiche.
  • Tipo D: Interviene con un range di 10-20 In. Protegge cavi e impianti per trasformatori e alcuni motori.

Gli interruttori magnetotermici possono essere ulteriormente classificati in base alla corrente di intervento e alle curve caratteristiche di intervento tempo-corrente fornite dai produttori, in conformità con le normative vigenti: curve B, C, D, Z, K e AM.

Secondo la normativa CEI EN 60898 per gli interruttori domestici, la classificazione include i tipi A, B e C già descritti. La norma CEI EN 60947-2 include anche le curve K, Z e AM per gli interruttori industriali:

  • Tipo Z: Interviene con un range di 2.4 – 3.6 In. Protegge i circuiti elettronici.
  • Tipo AM: Interviene con un range di 9.6 – 14.4 In. Indicato per la protezione dei motori.
  • Tipo K: Simile al tipo D, ma con una diversa curva di intervento. Protegge cablaggi e impianti per dispositivi con alta corrente di avviamento.

Interruttore differenziale

L’interruttore differenziale è un dispositivo di sicurezza essenziale per tutti gli impianti elettrici, necessario per conformarsi alle normative. La sua funzione è interrompere il flusso di corrente in caso di guasto nei circuiti elettrici che provoca una dispersione elettrica oltre una soglia di sicurezza, prevenendo così le scosse elettriche e le folgorazioni. Questo dispositivo è chiamato “differenziale” perché opera rilevando la differenza di corrente tra l’ingresso e l’uscita.

Interruttore differenziale, norme CEI
Figura 4 – Interruttore differenziale, norme CEI

Gli interruttori differenziali proteggono le persone dalle dispersioni di corrente, ma non sono sufficienti per proteggere i circuiti elettrici. La dispersione elettrica si verifica quando un conduttore carico non è adeguatamente isolato, permettendo alla corrente di fuoriuscire. Questo può essere dovuto a difetti nei cablaggi, prese elettriche, interruttori, o problemi di messa a terra, specialmente in impianti vecchi o non a norma. La dispersione di corrente può causare scosse elettriche, folgorazioni, sprechi di energia e, attraverso l’effetto Joule, può anche provocare incendi.

Se un’apparecchiatura collegata all’impianto elettrico non è ben isolata, può crearsi un collegamento tra la linea elettrica e il suo involucro conduttivo, detto massa. Quando il corpo umano, anch’esso conduttore, tocca la massa, si forma un circuito con il terreno, chiamato ponte fase-terra, attraverso il quale scorre la corrente, causando una scossa elettrica per contatto indiretto. L’interruttore differenziale interviene in questi casi e anche quando una persona entra in contatto diretto con una parte in tensione elettrica.

Secondo la prima legge di Kirchhoff, la somma delle correnti che entrano ed escono da un nodo in un circuito elettrico deve essere zero, ovvero la corrente in ingresso deve essere uguale a quella in uscita. L’interruttore differenziale monitora costantemente questa differenza e, se supera una soglia di sicurezza, una bobina di sgancio interrompe il circuito.

L’intervento dell’interruttore differenziale avviene solo quando i limiti, chiamati soglie di intervento, vengono superati. Queste soglie si riferiscono alla corrente verso terra e sono indicate con la lettera Δ. Gli interruttori differenziali sono etichettati con specifiche indicazioni:

  • T o Test: Pulsante per verificare il funzionamento del dispositivo.
  • IΔN o corrente nominale differenziale di intervento: Differenza di corrente che causa l’apertura del circuito.
  • In o corrente nominale: Corrente di lavoro per cui il differenziale deve operare.
  • Un o tensione nominale d’impiego: Tensione di lavoro dell’impianto.

Esistono quattro categorie di interruttori differenziali, basate sulla natura della corrente con cui operano, regolamentate da normative specifiche:

  • Tipo AC: Funziona con correnti alternate sinusoidali, utilizzato negli impianti civili con pochi apparecchi elettronici.
  • Tipo A: Adatto a correnti alternate sinusoidali e unidirezionali, ideale per impianti moderni con apparecchi elettronici.
  • Tipo F: Simile al tipo A, ma opera anche con correnti a frequenza multipla fino a 1 kHz, usato per apparecchi con inverter.
  • Tipo B: Funziona con correnti continue o ad alta frequenza, adatto per circuiti non lineari con alta componente continua o ad alta frequenza.

Queste categorie garantiscono che gli impianti siano sicuri e conformi alle normative vigenti.

Interruttore magnetotermico differenziale

L’uso dell’interruttore magnetotermico differenziale è essenziale per la protezione di persone e beni in caso di contatto diretto con una fase alimentata, come un filo elettrico non isolato, o con un oggetto metallico sotto tensione a causa di un problema di isolamento. Questo dispositivo si attiva anche in caso di perdite di isolamento. Quando si verifica un contatto con un filo elettrico non correttamente isolato, l’interruttore scatta e interrompe immediatamente il flusso di corrente, proteggendo così le persone e i beni coinvolti.

Interruttore magnetotermico differenziale, norme CEI
Figura 5 – Interruttore magnetotermico differenziale, norme CEI

L’interruttore magnetotermico differenziale fornisce tre modalità di protezione: magnetica, termica e differenziale. Il dispositivo è composto da due sezioni separate che funzionano secondo principi fisici differenti:

  • Protezione Magnetica: La sezione magnetica rileva un cortocircuito attraverso un improvviso aumento del flusso di corrente, che genera un campo magnetico. Questo campo magnetico provoca l’attivazione immediata dell’interruttore, interrompendo così il circuito.
  • Protezione Termica: La sezione termica si attiva tramite una resistenza elettrica. Nel dispositivo, una lamina bimetallica si deforma a causa dell’espansione termica, fino a far scattare l’interruttore. Questa protezione è cruciale per prevenire i danni causati dai sovraccarichi di corrente.
  • Protezione Differenziale: L’interruttore differenziale si attiva in caso di guasto a terra, noto come dispersione, o in situazioni di folgorazione. Questa funzione offre protezione alle persone contro i contatti diretti e indiretti con componenti sotto tensione.

Fusibile

I fusibili sono piccoli componenti elettrici progettati per proteggere i circuiti e le apparecchiature collegate da sovracorrenti e cortocircuiti. Funzionano come un sistema di difesa, caratterizzato da un alto potere di interruzione, che limita efficacemente la corrente.

Fusibile, Blumatica Impianti Solari
Figura 6 – Fusibile, Blumatica Impianti Solari

Essi sono facilmente adattabili in caso di espansione degli impianti elettrici, non necessitano di manutenzione e sono semplici da sostituire in caso di guasto, permettendo un rapido ripristino del sistema.

Il funzionamento dei fusibili si basa sull’interruzione del flusso di corrente in un circuito quando essa supera un valore prestabilito, dovuto a guasti o eccessi di corrente che potrebbero danneggiare i dispositivi collegati e rappresentare un pericolo per le persone e le cose.

Tuttavia, i fusibili non sono adatti per tutti i tipi di circuiti, come i sistemi trifase, e richiedono un certo tempo per il ripristino del circuito. Nonostante ciò, sono componenti economici che limitano efficacemente la corrente e proteggono i circuiti elettrici e i loro componenti.

Il principio fisico su cui si basano i fusibili è l’effetto Joule, secondo il quale il passaggio della corrente elettrica genera calore proporzionale alla sua intensità. Le sovracorrenti producono calore sufficiente a fondere i circuiti senza adeguate misure di sicurezza. Il filamento del fusibile è progettato per fondersi in risposta a questo calore, aprendo così il circuito e interrompendo il flusso di corrente.

I fusibili sono piccoli e cilindrici, realizzati in materiali isolanti come vetro, ceramica o porcellana, con un conduttore filiforme al loro interno. I terminali di contatto alle estremità permettono il passaggio della corrente fino a un limite di sicurezza. Quando la corrente supera questo limite, il filamento si fonde, aprendo il circuito e impedendo il passaggio della corrente, isolando così i terminali di contatto.

 

Sezionatore

Il sezionatore condivide le stesse caratteristiche di base di un interruttore, ma il suo funzionamento è diverso. Come dispositivo di manovra, deve essere azionato manualmente per aprire il circuito e interrompere il flusso di corrente. Durante la manutenzione, il sezionatore garantisce la sicurezza dell’operatore, permettendogli di lavorare sul guasto senza rischi e senza dover interrompere l’alimentazione dell’intero impianto. In caso di anomalie, il sezionatore consente interventi sicuri e mirati. Una volta riparato il guasto, chiudendo il sezionatore, il normale flusso di corrente viene ripristinato.

Figura 7 - Sezionatore, norme CEI
Figura 7 – Sezionatore, norme CEI

Il sezionatore, come l’interruttore, separa due punti elettricamente collegati, interrompendo la continuità del circuito. Ci sono due differenze principali rispetto all’interruttore:

  • La prima differenza è che il sezionatore è un dispositivo di manovra che deve essere attivato manualmente in caso di anomalia, mentre l’interruttore, come il magnetotermico o il differenziale, è un dispositivo di sicurezza che interviene automaticamente quando rileva un problema nel circuito.
  • La seconda differenza è che i sezionatori non hanno un potere di interruzione. La loro caratteristica principale è la capacità di resistere chiusi al passaggio di una sovratensione. Quando questa soglia viene superata, il sezionatore si apre, interrompendo il flusso di energia solo in una sezione del circuito, senza influenzare l’intero impianto.

Sezionatore fusibile

Un sezionatore fusibile è un dispositivo utilizzato in impianti elettrici per interrompere il flusso di corrente elettrica in caso di sovraccarico o cortocircuito, proteggendo così i circuiti e gli apparati collegati. Combina le funzioni di un sezionatore, che permette l’apertura e la chiusura manuale del circuito, e di un fusibile, che interviene automaticamente in caso di sovracorrente.

Sezionatore fusibile, norme CEI
Figura 8 – Sezionatore fusibile, norme CEI

Contattore

Un contattore è un dispositivo elettrico ampiamente utilizzato per accendere e spegnere i circuiti. È una forma specifica di relè, sebbene presenti differenze significative rispetto ai relè standard. Un contattore è un interruttore controllato elettricamente, progettato per aprire e chiudere un circuito ripetutamente. Viene tipicamente impiegato in applicazioni che richiedono una maggiore capacità di corrente rispetto ai relè comuni, che sono destinati a commutazioni a bassa corrente.

Contattore, norme CEI
Figura 9 – Contattore, norme CEI

I contattori sono solitamente utilizzati in situazioni in cui è necessario attivare e disattivare frequentemente o rapidamente i carichi di alimentazione. Poiché sono progettati per applicazioni ad alta tensione e corrente, i contattori tendono a essere più grandi e robusti rispetto ai relè standard. Tuttavia, molti contattori sono ancora progettati per essere facilmente trasportabili e montabili, risultando quindi molto adatti per l’uso sul campo.

Interruttore di manovra sezionatore

L’interruttore di manovra sezionatore è fondamentale per la protezione delle apparecchiature e dei circuiti elettrici. Permette di isolare e sezionare parti del sistema, rendendo possibili interventi di manutenzione, ispezioni o riparazioni in modo sicuro ed efficiente. Questo previene la propagazione di guasti e protegge le apparecchiature a monte nel sistema.

Interruttore di manovra sezionatore, norme CEI
Figura 10 – Interruttore di manovra sezionatore, norme CEI

La possibilità di controllo manuale offre agli operatori la flessibilità di gestire la distribuzione dell’energia in modo mirato, migliorando l’affidabilità e la sicurezza delle reti elettriche, specialmente in situazioni di emergenza. Gli interruttori di manovra/sezionatori sono dispositivi elettromeccanici azionati manualmente, dove l’operatore deve aprire o chiudere l’interruttore utilizzando una leva o un meccanismo di azionamento. Questo controllo diretto permette una maggiore precisione nella gestione del flusso di corrente, rendendoli ideali per situazioni che richiedono valutazioni attente e interventi manuali, come la manutenzione o il sezionamento di specifiche parti della rete elettrica.

Diodo

Un diodo è un componente semiconduttore che funziona essenzialmente come un interruttore che permette il passaggio della corrente in una sola direzione. Consente alla corrente di fluire in un’unica direzione e ne impedisce il flusso nella direzione opposta.

Diodo, norme CEI
Figura 11 – Diodo, norme CEI

Quando un diodo permette il passaggio della corrente, si dice che è polarizzato direttamente. In questo stato, il diodo consente il flusso di corrente. Quando invece è polarizzato inversamente, agisce come un isolante e blocca il flusso di corrente.

Un diodo a giunzione è costruito unendo due porzioni di materiale semiconduttore, solitamente silicio, drogate in modo diverso. Questo significa che vengono aggiunte piccole quantità di impurità per creare un eccesso di cariche negative (elettroni) nella porzione drogata di tipo n e un eccesso di cariche positive (lacune) nella porzione drogata di tipo p.

La zona di separazione tra queste due porzioni è chiamata giunzione p-n ed è cruciale per il funzionamento del diodo. La differenza di concentrazione delle impurità nei due tipi di drogaggio genera una differenza di potenziale ai capi della giunzione, nota come tensione di soglia del diodo.

Il diodo si comporta come un circuito chiuso quando viene applicata una tensione positiva superiore alla tensione di soglia (polarizzazione diretta). Al contrario, si comporta come un circuito aperto e blocca il passaggio della corrente quando la tensione applicata è negativa o inferiore alla tensione di soglia (polarizzazione inversa).

Polarizzazione diretta e inversa diodo
Figura 12 – Polarizzazione diretta e inversa diodo

 

SPD

Gli impianti fotovoltaici, necessitano di protezione contro i fulmini a causa della loro posizione, fragilità e valore.

Questi impianti includono sia quelli montati su edifici (su tetti, facciate, parapetti, frangisole) sia quelli su altre strutture edilizie (come serre, pergole, tettoie, pensiline, barriere acustiche e strutture temporanee).

L’obiettivo è stabilire quando e quali misure di protezione sono necessarie, e dove e come devono essere installate.

L’impianto è progettato specificamente per proteggere:

  • L’inverter e le sue interfacce sui lati di corrente continua e corrente alternata.
  • Il generatore di corrente continua.
  • Le apparecchiature per il controllo e il monitoraggio dell’impianto stesso.

La tensione di caduta di impulso di queste apparecchiature deve essere specificata dal costruttore. Tuttavia, se questa informazione non è facilmente disponibile, la guida “Protezione contro i fulmini per impianti fotovoltaici” fornisce valori di riferimento che possono essere utilizzati in modo sicuro, riflettendo i requisiti minimi previsti dalle normative di prodotto.

Tensione di caduta d’impulso
Figura 13 – Tensione di caduta d’impulso

Dove Uocstc è la tensione a circuito aperto misurata in condizioni di prova normalizzate su un modulo fotovoltaico.

Verifiche elettriche per il dimensionamento dei dispositivi di protezione

Per i dispositivi di protezione vengono eseguite delle verifiche elettriche per assicurarne il corretto dimensionamento. Queste verifiche variano in base alla tipologia di dispositivo e alla sua posizione nello schema elettrico. Le verifiche effettuate sui dispositivi comprendono:

  • Verifica di protezione dai sovraccarichi (CEI 64-8)
  • Verifica di protezione da corto circuito (IEC TS 62257-7-1)
  • Verifica per sovratensioni indotta dai fulmini (CEI 81-28)

Verifica di protezione dai sovraccarichi

La protezione dei conduttori dai sovraccarichi ha lo scopo di interrompere le correnti di sovraccarico del circuito prima che possano causare un riscaldamento dannoso all’isolamento, ai collegamenti, ai terminali o all’ambiente circostante. Tuttavia, deve permettere la conduzione dei sovraccarichi di breve durata che si verificano nel normale funzionamento. Per scegliere correttamente le caratteristiche del dispositivo di protezione, è necessario considerare i seguenti valori di corrente:

  • Ib = Corrente di impiego del circuito;
  • Iz = Portata in regime permanente della conduttura;
  • In = Corrente nominale del dispositivo di protezione;
  • If = It = Corrente che garantisce il funzionamento effettivo del dispositivo di protezione entro un tempo convenzionale, in condizioni definite.

La corrente di impiego Ib di un circuito è la corrente che può fluire nel circuito durante il servizio ordinario. In condizioni stabili, questa corrente rappresenta la massima potenza che il circuito può trasportare nel suo funzionamento ordinario.

La portata in regime permanente di una conduttura Iz è il massimo valore della corrente che può fluire nella conduttura, in regime permanente e in determinate condizioni, senza che la sua temperatura superi un valore specificato.

Le caratteristiche operative di un dispositivo di protezione dei conduttori contro i sovraccarichi devono soddisfare le seguenti due condizioni:

Ib≤In≤Iz
If≤1.45*Iz

  • La prima condizione richiede che la scelta di un interruttore automatico inizi con un dispositivo che abbia una corrente nominale In superiore alla corrente di impiego Ib del circuito, ed inferiore alla portata della conduttura Iz.
  • Per rispettare la seconda condizione, non è necessaria alcuna verifica per gli interruttori automatici, poiché la corrente convenzionale di funzionamento If = It è rispettivamente:
    • 1,45*In per interruttori per uso domestico;
    • 1,3*In per interruttori per altri usi.

La protezione è considerata adeguata se il dispositivo rispetta la seguente relazione:

Ib≤In≤Iz

Il problema nella selezione della protezione deriva dal fatto che esistono intervalli di corrente in cui non è garantito il corretto funzionamento del dispositivo di protezione.

Il coordinamento tra le caratteristiche del circuito da proteggere e quelle del dispositivo di protezione viene di seguito rappresentato:

Verifica di protezione dai sovraccarichi
Figura 14 – Verifica di protezione dai sovraccarichi

Questa verifica si applica a tutti i dispositivi di protezione presenti nei quadri dello schema elettrico, sia in ingresso che in uscita, come:

  • Interruttore magnetotermico
  • Interruttore magnetotermico differenziale
  • Interruttore magnetotermico sezionatore
  • Interruttore differenziale
  • Interruttore di manovra sezionatore
  • Interruttore di manovra fusibile
  • Interruttore di manovra sezionatore fusibile
  • Sezionatore
  • Contattore

 

Verifica di protezione da corto circuito

Per la protezione contro i cortocircuiti sul lato in continua, i dispositivi devono essere adatti per l’uso in corrente continua e avere una tensione nominale di esercizio Vn pari o superiore alla massima tensione del generatore fotovoltaico, cioè 1.2* Voc.

Inoltre, i dispositivi di protezione devono essere installati alla fine del circuito da proteggere, procedendo dalle stringhe verso l’inverter, ovvero nei vari quadri di campo, poiché le correnti di cortocircuito provengono dalle altre stringhe.

Per evitare interventi intempestivi durante il normale funzionamento, i dispositivi di protezione installati nel quadro di campo devono avere una corrente nominale In che soddisfi la seguente condizione: In ≥ 1.25*Isc.

Quindi devono soddisfare le seguenti verifiche:

In≤1.25*Isc
Vn≤1.2*Voc

Verifica per sovratensioni indotta da fulmini

All’interno della ‘Guida alla protezione contro i fulmini degli impianti fotovoltaici’ vengono dettagliate le verifiche da eseguire sui dispositivi SPD sia per il lato in corrente continua che per quello in corrente alternata.

In corrente continua, bisogna verificare che la tensione massima continuativa applicabile allo scaricatore Uc superi la tensione del modulo a circuito aperto, ovvero 1.2*Uoc. Il livello di protezione dello scaricatore Up sia inferiore alla tensione di caduta di impulso 0.8*Uwi ed infine che la corrente impulsiva Imax sia pari o inferiore al valore di 5 kA.

La tensione di caduta di impulso di tali apparecchiature deve essere dichiarata dal costruttore. In mancanza di tali informazioni si possono assumere i seguenti valori:

Tabella 1 – Verifica di protezione dai sovraccarichi

Uoc,stc≤213 V Uoc,stc≤424 V Uoc,stc≤849 V Uoc,stc≤1500 V
Modulo FV

2,5 kV

4 kV

6 kV

8 kV

Inverter: interfaccia in c.c.

2,5 kV

4 kV

6 kV

Inverter: interfaccia in c.a.

4 kV

Pertanto, le verifiche per il lato continuo sono:

Uc>1,1*Uo

Upf≤0,8*Uwi

Imax≥5 kA

Come effettuare il dimensionamento dei dispositivi di protezione in Blumatica Impianti Solari

Blumatica Impianti Solari permette di generare lo schema elettrico sia unifilare che multifilare, dimensionando cavi, quadri e dispositivi di protezione, tramite un wizard di progettazione.

All’interno del wizard, è possibile specificare i cavi in corrente continua e alternata. Una volta attivato il quadro, è possibile indicare i dispositivi di protezione al suo interno.

Il dimensionamento dei dispositivi di protezione viene eseguito aggiungendo i componenti dall’archivio. Come dimostrato in precedenza, le verifiche variano in base al tipo di dispositivo e al fatto che si tratti di corrente continua o alternata.

Dopo aver definito e associato tutti i dispositivi, è possibile visualizzare una finestra di riepilogo con tutte le verifiche applicate ai dispositivi stessi.

Dimensionamento dispositivi di protezione, Blumatica Impianti Solari
Figura 15 – Dimensionamento dispositivi di protezione, Blumatica Impianti Solari

Una volta completata l’associazione dei componenti dall’archivio e verificato il dimensionamento, il progetto dello schema elettrico e, di conseguenza, dell’impianto può considerarsi concluso. A questo punto, è possibile procedere con l’analisi dei risultati e una valutazione economica per determinare la redditività dell’impianto progettato.

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  • Progettazione di impianti con diverse tipologie di allaccio: È possibile progettare impianti monofase in bassa tensione, trifase in bassa e in media tensione.
  • Progettare tutti i componenti di un impianto fotovoltaico: Specifiche procedure guidano nella progettazione e dimensionamento di tutti gli elementi, tra cui moduli fotovoltaici (fisso o ad inseguimento), inverter (standard, ibridi o con ottimizzatori), sistemi di accumulo (lato produzione monodirezionale in c.c, lato produzione bidirezionale in c.c, lato produzione bidirezionale in c.a. e lato post-produzione bidirezionale in c.a.), quadri, cavi e dispositivi di protezione.
  • Schema elettrico unifilare e multifilare: Dopo aver definito tutti i componenti, il software genera automaticamente lo schema elettrico dell’impianto fotovoltaico, sia unifilare che multifilare, dalla stringa alla rete.
  • Progettazione integrata di più impianti con differenti codici POD in un unico file: Il wizard multisimulazione consente di creare più simulazioni all’interno dello stesso file di lavoro, ciascuna con il proprio codice POD e tenendo conto del reciproco ombreggiamento e dell’ingombro. Questa funzionalità è particolarmente utile nella progettazione di impianti condominiali.
  • Progettazione in 2D e /o 3D: È possibile progettare impianti fotovoltaici utilizzando il CAD integrato, importando file DWG/DXF, immagini di sfondo (come quelle fornite da Google Maps) o modelli BIM IFC. Dopo aver definito i campi solari e le ostruzioni, il software calcola automaticamente gli ombreggiamenti.
  • Personalizzare in maniera puntuale le connessioni di tutte le stringhe: Una volta completata la progettazione dell’impianto, un wizard assiste nella personalizzazione delle connessioni di tutte le stringhe, ottimizzando così il progetto.
  • Valutazione economica dell’impianto: Il software consente l’analisi di redditività dell’impianto tenendo conto dei costi (di realizzazione, periodici e una tantum), del regime contrattuale (comunità energetiche, agrivoltaico, scambio sul posto, ritiro dedicato, ecc.), del regime fiscale applicabile, degli incentivi (con verifica dei massimali di spesa), degli ammortamenti e di eventuali finanziamenti.
  • Bilancio energetico: Il software permette un’analisi puntuale dei risultati dell’impianto progettato, visualizzando l’energia prodotta, accumulata, autoconsumata, immessa in rete, consumata, coperta da accumulo e prelevata dalla rete, anche su base oraria.

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Chiara Manzo

Responsabile Tecnico


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