1.Pericoli nascosti dietro il fiorente settore fotovoltaico

Negli ultimi anni, il mercato globale del fotovoltaico è cresciuto a un ritmo sorprendente, come un razzo. Ricordo ancora quando ho partecipato alla fiera dell'energia solare in Germania cinque anni fa: la potenza media dei moduli era di circa 300W. Ora, non è raro vedere moduli bifacciali da oltre 600W. Tuttavia, in mezzo a questo boom di installazioni, un aspetto cruciale viene spesso trascurato: la protezione del sistema.

L'anno scorso, la nostra azienda ha gestito un caso proveniente dalla Turchia: una centrale elettrica a terra da 5 MW. Tre mesi dopo il collegamento alla rete, quattro inverter si sono guastati in successione. Durante l'indagine in loco, è emerso che il proprietario aveva risparmiato sui costi omettendo i dispositivi di protezione contro le sovratensioni sul lato CC. La perdita finale è stata di oltre 200.000 dollari, una cifra sufficiente per acquistare centinaia di SPD di alta gamma. Esperienze di questo tipo non sono rare nel settore.

2."Assassini di tensione" affrontati dagli impianti fotovoltaici

2.1Fulmine: la minaccia più pericolosa

Mi sono imbattuto in un progetto di integrazione tra pesca e energia radiante ad Hainan. La zona è soggetta a oltre 90 giorni di temporali all'anno. Il loro responsabile operativo mi ha riferito che, prima dell'installazione del sistema SPD, vivevano costantemente in uno stato di allerta durante la stagione dei temporali. L'incidente più grave si è verificato quando un fulmine ha indotto un malfunzionamento simultaneo di tutti gli inverter di stringa dell'intero impianto.

È interessante notare che molte persone pensano che solo i fulmini diretti siano pericolosi. In realtà, i nostri dati di rilevamento dimostrano che i fulmini entro un raggio di 3 chilometri possono generare una sovratensione indotta sufficientemente forte da danneggiare le apparecchiature. In un progetto brasiliano, il fulmine colpì la fattoria vicina, eppure causò il guasto di tutti i moduli di monitoraggio dell'impianto fotovoltaico.

2.2Fluttuazione della griglia: l'assassino invisibile

Lo scorso anno, durante la messa in servizio di un impianto fotovoltaico su tetto in Vietnam, abbiamo registrato dati sorprendenti: la fluttuazione di tensione della rete elettrica locale durante i periodi di picco di consumo superava spesso il 15%. Questa continua distorsione di tensione è più dannosa per la durata delle apparecchiature rispetto ai picchi istantanei.

Il problema più grave è la corrente di picco generata dallo stesso impianto fotovoltaico. Ricordate, durante i test di un inverter di una certa marca, il picco di tensione prodotto durante lo spegnimento era addirittura quattro volte superiore alla tensione nominale! Questo tipo di corrente di picco "autogenerata e autoconsumata" è qualcosa che molti proprietari di immobili semplicemente non notano.

3.In che modo il dispositivo di protezione da sovrapressione (SPD) protegge l'impianto fotovoltaico?

3.1Protezione multistrato: Indossa un "giubbotto antiproiettile" per il sistema

Un buon sistema di protezione dovrebbe essere come una cipolla con più strati di difesa. Di solito consigliamo ai clienti di adottare unstrategia di protezione a tre livelli:

Livello dell'array:Installare un SPD di tipo 2 nella scatola di combinazione per proteggersi dalla maggior parte dei fulmini indotti.

Livello dell'inverter: Utilizzare un SPD fotovoltaico dedicato sul lato di ingresso CC. Prestare particolare attenzione alla selezione della tensione Uc.

Punto di connessione alla rete:Installare un SPD (dispositivo di protezione da sovratensione) adattato alle caratteristiche della rete locale sul lato CA.

3.2Errore di selezione: più alto è il parametro, meglio è

Si osserva spesso che i clienti perseguono ciecamente valori Imax elevati. In realtà, per la maggior parte dei progetti distribuiti, una capacità di scarica di 20 kA è sufficiente. La chiave sta nel:

- Capacità di adattamento della tensione (Uc ≥ 1,2 × Tensione massima del sistema)

- Livello di tensione residua (questo è fondamentale in quanto determina se l'apparecchiatura può essere effettivamente protetta)

- Funzione di indicazione del degrado (questo è estremamente importante in quanto può prevenire "SPD zombie")

Un cliente australiano ha insistito per installare un SPD con una corrente nominale di 40 kA. Tuttavia, a causa della scelta di una tensione Uc troppo bassa, l'SPD si è guastato prematuramente quando il sistema era sottoposto a un carico ridotto.

3.3Non lasciare che le carenze in materia di protezione compromettano i rendimenti degli investimenti.

Ho visto troppi proprietari di casa meticolosi disposti a spendere ingenti somme di denaro per componenti di alta qualità, ma eccessivamente cauti in merito alla protezione dell'impianto. In realtà, una soluzione SPD (Dispositivo di Protezione da Sovratensioni) ben progettata rappresenta in genere solo dallo 0,3% allo 0,5% del costo totale del progetto, eppure può prevenire oltre l'80% dei guasti elettrici.

Si consiglia a tutti di tenere conto dei seguenti aspetti durante la fase di progettazione:

- Dati locali sui giorni di temporale (facilmente reperibili presso l'ufficio meteorologico)

- Rapporti sulla qualità della griglia

- Standard di tolleranza alle sovratensioni stabiliti dai produttori di apparecchiature

Conclusione

Affinché un impianto fotovoltaico funzioni stabilmente per 25 anni, necessita di una protezione affidabile contro le sovratensioni. È come lavorare in quota senza cintura di sicurezza: magari si riesce a stare al sicuro per le prime 99 volte, ma la centesima potrebbe costare cara.