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

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configurazione dei sistemi fotovoltaici (inverter) devono essere certificate e le protezioni rispondenti ai requisiti normativi richiesti per le protezioni d’interfaccia. Nell’ambito di tale problematica, e per sottolineare l’importanza dello schema di protezione della rete previsto, a rigore, si fa presente che la norma CEI 11-20 prescrive il seguente schema di protezione (per la rete di I categoria). Si vede che viene introdotta, oltre alle protezioni di “V” ed “f’, anche una protezione contro la perdita della rete, non obbligatoria, ma soggetta ad una valutazione tecnica congiunta distributore-produttore, la quale, è una protezione aggiuntiva destinata alla protezione contro un eventuale funzionamento in isola (non voluto) di una parte della rete di distribuzione pubblica. Questa possibilità di funzionamento è denominata anche “islanding”, termine inglese, riconosciuto internazionalmente, con il quale si definisce il sostentamento di una sezione della rete pubblica da parte dei sistemi di produzione, in assenza di alimentazione della rete principale (ente distributore). La problematica è tuttora oggetto di ricerche. Dai risultati finora ottenuti risulta che il rischio del verificarsi dell’islanding è piuttosto basso se il numero di sistemi di produzione diffusi non è elevato ed i sistemi stessi sono dotati di protezioni che controllano continuamente sia la frequenza che i livelli di tensione (come sopra esposto). Il rischio diventa invece apprezzabile quando si è in presenza di un numero elevato di sistemi di produzione diffusi e la potenza fornita complessivamente da essi può essere potenzialmente dello stesso ordine, o maggiore, di quella richiesta dai carichi della linea. In questi casi va effettuata una valutazione sulla necessità della protezione, caso appunto contemplato dalla normativa. A livello di normativa internazionale non c’è nessuna prescrizione sull’obbligatorietà di una protezione specifica. Esistono solo delle guide nazionali (VDEW Germania ecc.), che suggeriscono l’adozione di provvedimenti in merito. In genere si tratta di protezioni aggiuntive, specifiche, di cui sono dotati gli stessi convertitori (inverter), per la maggior parte basate sul monitoraggio dell’impedenza della rete vista dall’apparecchiatura, la cui variazione brusca, entro determinati limiti, va a costituire un indicatore indiretto della mancanza dell’alimentazione dalla rete, in seguito alla quale si provvede istantaneamente al sezionamento dell’apparecchiatura e l’isolamento dell’impianto. Sono in fase sperimentale altre tecniche che utilizzano invece la velocità di variazione della frequenza come indicatore dell’assenza di rete (a derivata di frequenza). 6.5.2. Protezione per la rete del produttore Per i sistemi di conversione destinati ad essere collegati in parallelo alla rete pubblica di bt, ai fini della protezione generale della rete del produttore, in conformità alle prescrizioni della norma CEI 11-20 (par. 5.7), si applica una protezione contro le sovracorrenti agente sul dispositivo generale. Quest’ultimo deve essere un interruttore di manovra-sezionatore dotato di fusibili, oppure un interruttore con protezione 112 Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca
configurazione dei sistemi fotovoltaici magnetotermica; in ogni caso le protezioni devono essere coordinate con la protezione posta sulla linea bt della rete pubblica. Un eventuale corto circuito sul montante inverter-rete è alimentato dal generatore PV e dalla rete. Per il dimensionamento delle protezioni si prende in considerazione il solo contributo della rete in quanto, come è noto, l’apporto del generatore fotovoltaico non può essere che di poco superiore alla corrente nominale. Essendo il sistema ac della rete di bt del produttore del tipo TT o TN, almeno nella parte del montante rete-inverter, il dimensionamento delle protezioni va fatto in maniera conforme alle prescrizioni delle norme CEI 11-20 e 64-8 per i suddetti sistemi, ovvero tramite interruttore automatico magnetotermico con opportune curve di intervento in funzione dei cavi da proteggere e della corrente di corto circuito presunta. Normalmente tale protezione è assolta dal dispositivo generale, ed eventualmente di rincalzo pure dal dispositivo d’interfaccia (facoltativo), col quale va fatto, in questa eventualità, il coordinamento in termini di selettività dell’intervento. Nella rete monofase di bt dove sono distribuiti la fase e il neutro, se il sistema è TT o TN-S la protezione è obbligatoria solo sulla fase (CEI 64-8 cap.6 sez.5), mentre per il sistema TN-C il neutro non deve essere sezionabile (conduttore di protezione PE), però può essere inserito un rivelatore di sovracorrente che agisce sul conduttore di fase. 6.5.3. Protezioni del sistema di generazione fotovoltaico Il generatore fotovoltaico è costituito da più moduli collegati in serie in modo da formare una stringa in numero tale da raggiungere la tensione di funzionamento, e da più stringhe in parallelo per ottenere la potenza fissata. I singoli moduli sono protetti contro gli effetti dell’ombreggiamento dai diodi di by-pass il cui dimensionamento dipende strettamente dal tipo di modulo (corrente nominale > Isc modulo; tensione inversa >Voc modulo). Le stringhe sono protette contro la circolazione di correnti inverse dai diodi di blocco, i quali sono dimensionati in base alle caratteristiche elettriche dell’impianto (corrente nominale > Isc modulo; tensione inversa >2 Voc stringa). Ai terminali di ogni stringa nella scatola di giunzione, sia sul polo positivo che negativo, sono installati scaricatori di sovratensioni tra poli e terra, per la protezione contro le sovratensioni. Per la protezione contro le sovracorrenti bisogna distinguere i casi in cui il sistema in corrente continua è separato oppure no dal sistema in alternata (separazione galvanica in presenza di trasformatore). 6.5.4. Sistema in continua separato (isolamento galvanico) Nel primo caso in cui il sistema in continua è indipendente (separato) da quello in corrente alternata, è possibile concentrare l’attenzione soltanto contro i sovraccarichi in quanto, come è noto, le eventuali correnti di corto circuito nei generatori fotovoltaici Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca 113
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