produzione di energia elettrica con sistemi a celle ... - Il Saturatore

configurazione dei sistemi fotovoltaici
Le possibili configurazioni del sistema in corrente continua del campo PV nei riguardi
del collegamento a terra delle parti attive, indipendentemente da vincoli, sono:
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- senza collegamenti a terra (floating);
- un polo a terra;
- punto centrale a terra.
Altri tipi di collegamento a terra, per esempio tramite resistenza o capacità, sono
riconducibili ai casi suddetti.
La gestione floating è quella più semplice ed intuitiva, ha il vantaggio che un corto
circuito richiede il contemporaneo verificarsi di due guasti a terra, ciò che rende più
elevata la continuità dell’esercizio. Per contro ha l’inconveniente che a causa
dell’elettricità statica si possono presentare pericolose sovratensioni della parte attiva del
campo PV rispetto a terra (apprezzabili solo per impianti con elevate superfici).
Comunque i pericoli di sovratensione possono essere limitati da appositi scaricatori di
sovratensione e dalla resistenza di dispersione propria dell’isolamento. Altro svantaggio
è che risulta più difficoltoso rilevare condizioni anomale di funzionamento delle singole
stringhe e/o individuare il punto del primo guasto a terra. Inoltre potrebbe essere
necessario installare dispositivi aggiuntivi per il controllo continuo dell’isolamento.
La gestione con un polo a terra evita il formarsi delle sovratensioni statiche, notevoli per
impianti estesi (grosse taglie), però presenta lo svantaggio che i moduli distanti dal polo
a terra hanno l’isolamento sottoposto all’intera tensione verso terra per cui dal punto di
vista elettrico (sollecitazioni dielettriche) per tensioni operative elevate, in misura
maggiore degli altri. Ovviamente in questo caso ogni contatto a terra per guasto è un
corto circuito a cui va posto rimedio con opportune protezioni.
La gestione con punto centrale a terra evita l’inconveniente precedente delle
sollecitazioni dielettriche, poiché l’isolamento dei moduli al massimo può essere
sottoposto alla metà dell’intera tensione del campo. Ciò permette anche di utilizzare
sensori per misura (impianti sperimentali), i quali, installati in prossimità del punto
centrale, operando a tensioni vicino a quella di terra non hanno necessariamente
bisogno di isolamento galvanico. Uno svantaggio di tale gestione è costituito dal fatto
che uno sbilancio della tensione tra le due metà delle varie stringhe in parallelo,
comporta una circolazione di corrente nel collegamento di neutro, la quale può essere
dello stesso ordine della corrente di guasto, se, per esempio, c’è un oscuramento parziale
di una sola mezza stringa.
Il collegamento a terra tramite resistenza permette di discriminare le correnti normali
dalle correnti di guasto, facilitando il rilevamento dei guasti.
Negli impianti con punto a terra un guasto a terra si traduce nella circolazione di elevate
correnti nel neutro che possono essere rilevate facilmente da protezioni sensibili alla
corrente sul neutro.
Tali correnti, potendo essere notevoli, facilmente fanno progredire un guasto parziale e
temporaneo di un guasto permanente con possibili danneggiamenti. Per evitare i danni
occorre un’accurata progettazione del sistema di protezione (diodi, fusibili, scaricatori).
Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca