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

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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: 110 - 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
configurazione dei sistemi fotovoltaici Sulla base delle esperienze condotte su impianti già realizzati si può concludere che nessuna delle soluzioni suddette è in grado di prevalere nettamente sulle altre. La gestione con punto a terra è una pratica abbastanza diffusa negli Stati Uniti ed in misura minore in Germania ed altri paesi europei. In Italia, invece, gli operatori sono orientati verso l’adozione della gestione senza collegamenti a terra per i motivi esposti nel seguito. 6.5. Criteri di protezione Si analizzano nel seguito quali sono i criteri di protezione da adottare contro i funzionamenti anomali e in caso di guasti nelle sezioni principali d’impianto: Rete pubblica; Rete produttore; Generatore fotovoltaico. Si fa particolare riferimento alle protezioni contro i guasti che possono indurre sovracorrenti potenzialmente pericolose. 6.5.1. Protezione per la rete pubblica Ai fini della protezione per la rete pubblica, in particolare per sistemi allacciati a rete di I categoria, la norma CEI 11-20 (par. 5.8), prescrive l’installazione dei relè di tensione (59 “>V” e 27 “
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