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

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configurazione dei sistemi fotovoltaici sono dello stesso ordine di quelle nominali (n.b. la rete in alternata non partecipa al mantenimento delle correnti di guasto). A tal proposito si osserva, dall’analisi delle possibili condizioni di guasto di un campo PV, che potenzialmente il singolo cavo di stringa si può sovraccaricare nelle condizioni in cui si presentano contemporaneamente più situazioni di guasto. Precisamente: - se il sistema elettrico del generatore PV è del tipo LT, occorrono due guasti a terra ed il contemporaneo guasto di un diodo di blocco di una stringa, per far circolare, nelle condizioni peggiori, in un cavo di stringa la somma delle correnti di tutte le stringhe; - se il sistema elettrico del generatore PV è del tipo TT o TN, in questo caso comunque separato dal sistema in alternata, occorre che si verificano almeno due guasti: un guasto a terra all’interno di una stringa e il guasto del diodo di blocco in una stessa stringa, sempre per far circolare in un cavo di siringa la somma delle correnti di tutte le stringhe. Il sovraccarico del cavo di stringa in una delle condizioni di guasto suddette, si può verificare e risultare pericoloso se la portata di corrente del cavo è inferiore alla corrente totale di tutte le stringhe in parallelo. In genere il dimensionamento dei cavi col criterio elettrico del contenimento della caduta di tensione ammissibile, porta a sezioni dei cavi in grado di soddisfare ampiamente anche il criterio termico della portata di corrente ammissibile. Ne deriva che quasi sempre i cavi delle stringhe sono sovraccaricabili con correnti multiple di quelle di una sola stringa, per cui, se le stringhe sono poche, è possibile omettere le protezioni contro i sovraccarichi perché le massime correnti di guasto sono nei limiti delle portate ammissibili dei cavi. In conclusione, è possibile affermare che una effettiva protezione attiva contro le sovracorrenti (n.b. sovraccarico) tale da richiedere l’installazione di fusibili sulle stringhe, è giustificabile solo se il numero delle stringhe è notevole (somma delle correnti in grado di arrecare danni ai cavi e/o moduli PV). Per la protezione, qualora necessaria nel caso di elevato numero di stringhe oppure per proteggere più che altro non i cavi ma le singole celle nei moduli, si impiegano fusibili e non è consigliabile l’impiego di interruttori automatici, sia per fattori economici che per questioni tecniche. Infatti gli interruttori sono facilmente soggetti ad interventi intempestivi in seguito a sovratensioni transito (es: di origine atmosferica) che richiederebbero il riarmo manuale dell’interruttore per il ripristino dell’erogazione di corrente della stringa. E’ quindi consigliabile utilizzare fusibili per la protezione delle stringhe contro le sovracorrenti, opportunamente coordinati con la tipologia dei cavi e dei moduli PV, in esecuzione estraibile per permettere anche il sezionamento manuale per la ricerca eventuali guasti nelle stringhe. La difficoltà a predisporre una protezione per interruzione automatica del circuito perché la corrente di guasto (corto circuito) non è rilevante, consiglia di adottare una posa dei cavi di massima sicurezza che impedisca l’insorgere dei guasti quali “dispersioni a terra” e “corto circuiti”. A tale scopo per i collegamenti tra i moduli (circuito dc secondario) si possono impiegare cavi unipolari posati su vie separate e ben distanti tra loro in maniera da rendere improbabile un corto circuito. Per lo stesso motivo è preferibile che i cavi dei due poli di ogni stringa si attestino siano collegate a 4 scatole di 114 Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca
configurazione dei sistemi fotovoltaici giunzione separate, per il parallelo e la connessione all’inverter, in maniera che un difetto di isolamento conduca al massimo ad una dispersione a terra che sarà segnalata dal controllo di isolamento dei sistemi IT o dall’intervento del differenziale dei sistemi TT o TN. Tutti gli accorgimenti suddetti, come vedremo in seguito, sono anche tipici della protezione mediante componenti elettrici di classe II. 6.5.5. Sistema in corrente continua dipendente (assenza separazione) Nel caso in cui il sistema in Corrente continua è dipendente dal sistema in alternata, la gestione del sistema è del tipo TT o TN, inteso come estensione del sistema in alternata (assenza di separazione galvanica). In tale caso l’intensità delle correnti di guasto dipendono essenzialmente dalla rete in alternata per cui vanno adottate delle opportune protezioni di massima corrente (fusibili). La protezione contro le sovracorrenti per guasti sul sistema dc viene effettuata preliminarmente dai fusibili di stringa e, di rincalzo, dalla protezione magnetotermica (> I) agente sul dispositivo di generatore e d’interfaccia. Per il circuito dc che collega l’insieme della stringhe in parallelo, dal quadro di campo all’inverter (circuito dc primario), valgono le stesse considerazioni precedenti. Sempre allo scopo di rendere improbabile il verificarsi di un corto circuito è consigliabile una posa dei cavi di massima sicurezza ovvero l’adozione di cavi unipolari, però, in questo caso, provvisti di doppio isolamento in quanto il percorso in genere è unico ed i cavi sono posati vicini tra loro (nello stesso condotto); inoltre si deve posare almeno uno dei due cavi all’interno di un tubo metallico (oppure deve essere usato un cavo con guaina metallica), da collegare a terra alle due estremità, in maniera tale che un eventuale difetto di isolamento diventi una dispersione verso terra rilevata dai dispositivi di protezione. Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca 115
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