La progettazione della protezione per un quadro di parallelo fotovoltaico non consiste nel riempire l'involucro con il maggior numero possibile di dispositivi di protezione. Si tratta di assegnare il compito corretto a ciascun dispositivo e assicurarsi che tali dispositivi operino in sinergia nelle reali condizioni di funzionamento fotovoltaico (FV).
In un quadro di parallelo FV ben progettato:
- Fusibili di stringa gestire le correnti inverse e l'esposizione ai guasti a livello di stringa.
- Isolatori CC fornire una disconnessione manuale sicura quando selezionati per applicazioni FV in corrente continua.
- Interruttori CC fornire protezione da sovracorrente nominale e funzioni di commutazione/sezionamento solo entro i limiti di applicazione testati.
- Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) limitano le sovratensioni transitorie causate da fulmini o manovre di commutazione.
L'errore di progettazione più comune è la confusione dei ruoli. Un sezionatore CC non è un fusibile. Un fusibile non è un dispositivo di sezionamento dell'impianto. Un SPD non è un dispositivo di protezione da sovracorrente. Un interruttore CC non elimina automaticamente la necessità di valutare la protezione dei fusibili di stringa. Una buona progettazione della protezione inizia dalla chiara separazione di queste funzioni.
Se hai bisogno di un contesto più ampio, consulta cosa fa una scatola di combinazione solare o il Guida alle string box fotovoltaiche. Questo articolo si concentra specificamente sul coordinamento delle protezioni.
Confronto tra i dispositivi di protezione per string box solari
| Dispositivo | Ruolo principale nella string box | Ciò che non sostituisce | Verifiche chiave per la selezione |
|---|---|---|---|
| Fusibile di stringa | Protegge i conduttori/moduli di stringa dove la corrente inversa proveniente da stringhe in parallelo può superare i limiti di sicurezza | Progettazione del layout per sezionatore CC, SPD, interruttore di alimentazione e quadro | Fusibile gPV/per fotovoltaico, tensione nominale, corrente nominale, valore massimo del fusibile di serie del modulo, portata del portafusibile |
| Sezionatore DC | Fornisce una disconnessione manuale locale per manutenzione o accesso di emergenza | Protezione da sovracorrente, protezione da sovratensione, coordinamento dei fusibili di stringa | Tensione/corrente nominale in CC, categoria di utilizzo, disposizione dei poli, idoneità al sezionamento, potere di interruzione sotto carico se richiesto |
| Interruttore CC | Fornisce protezione da sovracorrente per CC e può fornire commutazione/sezionamento se progettato per tale scopo | Decisioni sui fusibili di stringa, SPD, requisiti dei sezionatori specifici per fotovoltaico | Potere di interruzione in CC, tensione nominale, polarità, cablaggio dei poli, curva di intervento/corrente nominale, contesto normativo |
| SPD | Limita le sovratensioni transitorie e devia la corrente di scarica attraverso un percorso di protezione definito | Protezione da sovracorrente, interruzione del guasto, sezionamento, correzione dell'inversione di polarità | Ucpv/MCOV, Up, In/Imax o Iimp a seconda dei casi, Tipo 1/Tipo 2, protezione di backup, lunghezza dei cavi, percorso di messa a terra |
Questa tabella costituisce la base. Se un progetto considera questi quattro dispositivi come intercambiabili, lo schema di protezione sembrerà completo ma avrà prestazioni scadenti in caso di guasto reale, manutenzione o sovratensione.
Perché il coordinamento delle protezioni è importante in un quadro di parallelo fotovoltaico
Un quadro di parallelo fotovoltaico raggruppa diverse stringhe FV prima di alimentare un inverter o uno stadio di protezione CC a valle. Tale punto di convergenza crea diversi rischi:
- corrente inversa dalle stringhe sane verso una stringa in guasto
- difficoltà di interruzione dell'arco in corrente continua (CC)
- sovracorrente nel circuito di uscita combinato
- sovratensioni transitorie dovute a fulmini o manovre di commutazione
- concentrazione di calore all'interno di quadri da esterno
- Rischio di accesso per manutenzione se le procedure di sezionamento ed etichettatura non sono chiare.
Il quadro non è solo un punto di giunzione dei cablaggi. È un confine di protezione. La scelta di un componente inadeguato in una parte del quadro può compromettere il resto del sistema.
Ad esempio, un fusibile di stringa può proteggere una stringa dall'esposizione a correnti inverse, ma non fornisce un punto di sezionamento locale agevole per l'assistenza. Un sezionatore CC può rendere la manutenzione più sicura, ma non interromperà un cortocircuito come farebbe un dispositivo di protezione correttamente dimensionato. Un SPD può proteggere dalle sovratensioni transitorie, ma non può interrompere una corrente di guasto sostenuta.
Ecco perché lo schema di protezione deve essere progettato come un sistema, non come una raccolta di componenti da catalogo.
Standard e valori nominali da tenere in considerazione
L'esatto quadro normativo dipende dalla regione, dalle specifiche del progetto, dalla classe di tensione e dalla certificazione del prodotto. In generale, i progettisti incontrano comunemente i seguenti contesti:
| Area | Contesto normativo comune | Perché è importante |
|---|---|---|
| Fusibili di stringa FV | Concetti di fusibili IEC 60269-6 / gPV, requisiti dei fusibili FV specifici per UL/mercato | I fusibili FV devono interrompere la corrente di guasto CC in condizioni fotovoltaiche |
| Sezionatori / isolatori CC | Sezionatore tipo IEC 60947-3 e contesto della categoria di utilizzo | La commutazione e l'isolamento CC devono essere verificati per l'applicazione |
| Interruttori automatici in corrente continua | IEC 60947-2 o altri standard/omologazioni per interruttori CC applicabili | Il potere di interruzione e la tensione nominale CC devono corrispondere alle condizioni del sistema |
| SPD CC per impianti FV | IEC 61643-31 per SPD collegati al lato CC degli impianti fotovoltaici | La tensione, la corrente di scarica e il comportamento al guasto degli SPD differiscono dagli SPD CA ordinari |
| Progettazione dell'array fotovoltaico | Quadri normativi di installazione secondo IEC 62548 / IEC 60364-7-712, oltre alle normative locali | La protezione da sovracorrente, la disconnessione, la messa a terra e il dimensionamento dei cavi dipendono dall'installazione |
Non considerare questi riferimenti come una lista di controllo universale per ogni paese. Sono punti di riferimento per la progettazione. La selezione finale del prodotto deve seguire il mercato di destinazione, le specifiche del progetto, le schede tecniche del produttore e le normative locali.
Passaggio 1: Definire la funzione del quadro di parallelo fotovoltaico (Combiner Box)
Prima di scegliere fusibili, sezionatori, interruttori o SPD, definire cosa ci si aspetta che faccia il quadro di parallelo.
Poni prima queste domande:
- Quante stringhe FV entrano nel quadro?
- Qual è la tensione massima in corrente continua (DC) del sistema?
- Il quadro è installato vicino al campo fotovoltaico, vicino all'inverter o in un altro punto di transizione?
- Il quadro deve solo combinare le stringhe o deve fornire anche l'isolamento locale?
- L'inverter fornisce già protezione o sezionamento in ingresso?
- Il sistema è flottante, messo a terra o senza trasformatore?
- Quali sono le condizioni di esposizione ai fulmini e di messa a terra applicabili?
- L'installazione è di classe 600V, 1000V, 1500V o di un'altra classe di tensione?
Se la classe di tensione è ancora in fase di definizione, consultare Classificazioni dei quadri di parallelo solari 600V vs 1000V vs 1500V e il Guida alla conformità dei quadri di parallelo solari 1000V.
Passaggio 2: Coordinamento dei fusibili di stringa
I fusibili di stringa servono principalmente a proteggere dalle correnti inverse e dalle correnti di guasto a livello di stringa. Diventano particolarmente importanti quando più stringhe sono collegate in parallelo e una stringa guasta potrebbe ricevere un contributo di corrente dalle altre stringhe.
La scelta del fusibile di stringa non deve essere fatta per abitudine. Deve basarsi su:
- il numero di stringhe in parallelo
- corrente di cortocircuito del modulo e aspettative di corrente corrette per la temperatura
- valore massimo del fusibile in serie indicato dal produttore del modulo
- portata di corrente dei conduttori della stringa
- progettazione dell'ingresso dell'inverter
- Normativa locale o standard di progetto
- tensione nominale in CC e corrente nominale del portafusibili
Funzioni principali dei fusibili di stringa
I fusibili di stringa sono efficaci per una protezione selettiva a livello di stringa. Se una stringa presenta un guasto, il fusibile può contribuire a limitare i danni a quella specifica stringa e a ridurre la probabilità che le stringhe in parallelo continuino ad alimentare il guasto.
Cosa non fanno i fusibili di stringa
I fusibili di stringa non forniscono un sezionamento manuale per l'intera uscita del combiner. Non sostituiscono la protezione contro le sovratensioni. Non risolvono problemi di instradamento inadeguato dei conduttori o di sovraffollamento termico. Inoltre, non rendono un portafusibili per corrente alternata (AC) idoneo all'uso in sistemi fotovoltaici in corrente continua (DC).
| Punto di progettazione del fusibile | Approccio corretto | Errore comune |
|---|---|---|
| Tipo di fusibile | Utilizzare cartucce fusibili e portafusibili con classificazione PV/DC appropriata alla classe di tensione | Selezione di un fusibile AC generico basata esclusivamente sulla corrente nominale |
| Limite del modulo | Verificare la corrente nominale massima del fusibile di serie del modulo | Sovradimensionamento dei fusibili oltre quanto indicato nella documentazione del modulo |
| Stringhe in parallelo | Valutare il contributo di corrente inversa | Aggiunta o omissione di fusibili senza verificare l'architettura delle stringhe |
| Design del portafusibili | Corrispondenza tra tensione, corrente, calore e accessibilità per la manutenzione del portafusibili | Utilizzo di un portafusibili che si surriscalda o di difficile manutenzione |
Per un supporto più approfondito sui fusibili, consultare Fusibile AC vs fusibile DC, potere di interruzione dei fusibili CC per impianti fotovoltaici, e Prevenzione degli scatti intempestivi dei fusibili nelle scatole di giunzione solari (combiner box).
Step 3: Define the DC Isolator Role
A DC isolator is used to disconnect a PV circuit so that equipment can be serviced more safely. In a combiner box, it may be installed on the combined output side or as part of a broader local disconnection strategy.
The important point is that a DC isolator is primarily a switching and isolation device, not an overcurrent protection device.
What to check for a DC isolator
- rated DC voltage under the maximum PV open-circuit voltage condition
- corrente nominale di esercizio
- load-break capability if it will be opened under load
- configurazione dei poli e requisiti di cablaggio dei poli in serie
- limitazioni di polarità, se presenti
- idoneità per applicazioni fotovoltaiche in corrente continua (DC)
- blocco della maniglia e chiara indicazione ON/OFF
- integrazione nel quadro e disposizione dell'ingresso cavi
La commutazione in corrente continua (DC) non è equivalente alla commutazione in corrente alternata (AC). Un dispositivo accettabile su un circuito AC non può essere considerato sicuro per l'impiego in impianti fotovoltaici DC. Gli archi in corrente continua non attraversano naturalmente un punto di zero della corrente, pertanto la distanza tra i contatti interni, la camera di spegnimento dell'arco, il sistema magnetico e la disposizione dei poli sono fondamentali.
Per ulteriori informazioni, consultare Che cos'è un interruttore di isolamento CC?, Sezionatore CC vs interruttore sezionatore CA, e Come leggere le caratteristiche nominali di un sezionatore DC.
Un sezionatore DC e un interruttore automatico DC possono sostituirsi a vicenda?
A volte, ma solo quando la funzione richiesta è la stessa. Un sezionatore CC e un interruttore CC possono entrambi essere presenti all'uscita della scatola di giunzione (combiner box) ed entrambi possono essere utilizzati per scollegare un circuito fotovoltaico, a condizione che siano correttamente dimensionati per il servizio in corrente continua fotovoltaica. Tuttavia, non sono automaticamente intercambiabili.
La regola pratica è:
- Se il compito è solo disconnessione / isolamento manuale, un sezionatore CC correttamente dimensionato è solitamente la scelta più pulita.
- Se il compito include protezione da sovracorrente o interruzione di guasto, è necessaria una strategia di protezione basata su interruttore CC o fusibili.
- Se un interruttore magnetotermico in corrente continua (DC) viene utilizzato come dispositivo di uscita principale, può sostituire un sezionatore separato solo se l'interruttore è anche dimensionato e approvato per la funzione di isolamento/sezionamento richiesta.
- Se i fusibili di stringa e i dispositivi di protezione a monte/a valle gestiscono già la protezione da sovracorrente, l'uscita del quadro di parallelo (combiner box) potrebbe necessitare solo di un sezionatore DC per la disconnessione durante la manutenzione.
| Scenario | Scelta preferibile | Perché |
|---|---|---|
| Il quadro di parallelo necessita solo di una disconnessione manuale locale prima della manutenzione dell'inverter | Sezionatore DC | Dispositivo più semplice per il sezionamento/isolamento quando la protezione da sovracorrente è gestita altrove |
| Il cavo di uscita dal quadro di parallelo necessita di protezione da sovracorrente | Protezione basata su interruttore magnetotermico DC o fusibili | Il solo sezionatore non è in grado di interrompere guasti da sovracorrente o cortocircuito |
| Il progetto richiede un dispositivo di uscita per la commutazione, il sezionamento e la protezione da sovracorrente | Interruttore automatico in CC, se dimensionato per tutte le funzioni richieste | È necessario verificare il potere di interruzione in CC, la marcatura/funzione di sezionamento, la tensione, i poli e l'idoneità all'applicazione |
| Le stringhe in parallelo multiple sono già dotate di fusibili di stringa ed è specificata la protezione all'ingresso dell'inverter | Un sezionatore in CC potrebbe essere sufficiente all'uscita del quadro di parallelo | Dipende dalle normative locali, dal design dell'inverter, dalla protezione della linea di alimentazione e dalle specifiche di progetto |
| Circuito di stringa/campo fotovoltaico ad alta tensione dove è richiesta la commutazione sotto carico | Sezionatore in CC per fotovoltaico o interruttore automatico in CC con capacità di interruzione sotto carico | È necessario verificare la categoria di utilizzo o la classificazione PV DC del produttore |
| È richiesto un punto di blocco per la manutenzione presso l'array o il combiner | Sezionatore DC o interruttore bloccabile idoneo per l'isolamento | Il requisito fondamentale è una funzione di isolamento chiaramente classificata e bloccabile |
Quindi sì, i prodotti possono sostituirsi a vicenda in alcuni layout, ma solo dopo che il progettista ha identificato il ruolo esatto: isolamento, commutazione del carico, protezione da sovracorrente o una combinazione di queste. In una string box fotovoltaica, la scelta migliore non si basa sul nome del prodotto, ma su quale funzione di protezione manca nel sistema complessivo.
Passaggio 4: Selezionare attentamente gli interruttori DC
Gli interruttori DC vengono spesso utilizzati all'uscita combinata di una string box o negli stadi di protezione DC a valle. Possono fornire protezione da sovracorrente, commutazione e talvolta isolamento, ma solo quando il dispositivo è classificato e applicato correttamente.
L'interruttore deve essere controllato per:
- Tensione nominale in corrente continua (DC)
- corrente nominale
- Potere di interruzione in condizioni di corrente continua
- Configurazione dei poli e requisiti di collegamento in serie
- Marcatura della polarità o design non polarizzato
- Comportamento di sgancio e idoneità per circuiti fotovoltaici
- Coordinamento con fusibili a monte e protezione dell'inverter a valle
- Temperatura di installazione e declassamento in custodia
Interruttore automatico vs sezionatore: non confondere le funzioni
Un interruttore magnetotermico in CC e un sezionatore in CC possono apparire simili dall'esterno dell'involucro, specialmente quando entrambi utilizzano una manopola rotativa o il formato su guida DIN. La loro funzione progettuale è diversa.
| Dispositivo | Ruolo principale | Rischio principale in caso di uso improprio |
|---|---|---|
| Sezionatore DC | Sezionamento e isolamento manuale | Potrebbe non essere in grado di interrompere guasti da sovracorrente o cortocircuito |
| Interruttore CC | Protezione da sovracorrente e interruzione entro i limiti nominali | Potrebbe non essere idoneo come sezionatore locale richiesto, a meno che non sia contrassegnato/classificato per tale ruolo |
| Fusibile CC | Protezione rapida a livello di stringa o di conduttore | Non è un dispositivo di manovra adatto per operazioni di routine |
Per i dettagli adiacenti, vedere Cos'è un Interruttore Automatico CC?, Come scegliere un interruttore automatico in corrente continua (DC), Interruttore automatico CC vs fusibile, e Sezionatore CC vs Interruttore automatico CC.
Passaggio 5: Selezionare e posizionare l'SPD
Gli SPD proteggono dalle sovratensioni transitorie. Nei sistemi fotovoltaici, le sovratensioni possono derivare da effetti indotti dai fulmini, eventi di commutazione nelle vicinanze, lunghe tratte di cavi o interazioni con il sistema di messa a terra. Un SPD per quadri di parallelo non è un accessorio decorativo; deve essere selezionato in base al sistema DC reale.
Le verifiche chiave includono:
- Ucpv o tensione massima di esercizio continuativo adatta alla tensione DC fotovoltaica
- livello di protezione della tensione (Su)
- Valori nominali e massimi di corrente di scarica, come applicabile
- Requisito di Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 1+2 basato sul concetto di protezione
- Requisito di protezione di riserva
- Indicazione di guasto e segnalazione remota, se necessaria
- Modalità di connessione e sistema di messa a terra
- Instradamento dei cavi breve e controllato
Il posizionamento dell'SPD è fondamentale
Un SPD con buone specifiche può avere prestazioni scadenti se installato con conduttori lunghi e ad anello. La corrente di sovratensione che scorre attraverso cavi lunghi crea un'ulteriore caduta di tensione. In termini pratici, la protezione effettiva sull'inverter o sull'apparecchiatura in corrente continua può essere peggiore di quanto suggerito dal valore Up stampato sull'SPD.
Posizionare l'SPD in modo che il suo percorso di connessione sia breve, diretto e coerente con lo schema elettrico del produttore e con il concetto di messa a terra del progetto.
Per una selezione più approfondita degli SPD, consultare Come scegliere l'SPD giusto per il vostro sistema di energia solare, SPD di Tipo 1 vs Tipo 2 vs Tipo 3, Uc e Up sugli SPD, Dove installare gli SPD, e Errori di installazione degli SPD.
Un flusso di lavoro pratico per il coordinamento delle protezioni
L'approccio più sicuro consiste nel sequenziare le decisioni.
| Passo | Azione di progettazione | Perché è importante |
|---|---|---|
| 1 | Definire la tensione di sistema, il numero di stringhe e la configurazione degli ingressi dell'inverter | Stabilisce l'intero perimetro di protezione |
| 2 | Valutare l'esposizione alla corrente inversa a livello di stringa | Determinare la necessità e il ruolo del fusibile |
| 3 | Selezionare il fusibile di stringa e il portafusibile per impianti fotovoltaici, se richiesto | Prevenire ipotesi errate su fusibili CA o generici |
| 4 | Definire se è richiesto l'isolamento locale | Determinare la necessità e il posizionamento del sezionatore CC |
| 5 | Selezionare l'interruttore di uscita o il dispositivo di protezione, se richiesto | Coordinare la protezione della linea di alimentazione e la funzione di commutazione |
| 6 | Selezionare l'SPD in base a tensione, esposizione e messa a terra | Previene la selezione generica dell'SPD |
| 7 | Esaminare layout, calore, percorso dei cavi e accesso per la manutenzione | Previene guasti sul campo non visibili nello schema elettrico |
Questo flusso di lavoro impedisce che la progettazione scada nel modello comune in cui “un solo dispositivo risolve tutto”. Inoltre, rende la distinta base più facile da giustificare durante la revisione del progetto.
Modelli di protezione tipici
| Modello per quadri di parallelo FV | Funzione del fusibile | Funzione del sezionatore CC | Funzione dell'interruttore automatico CC | Funzione dello scaricatore di sovratensioni (SPD) |
|---|---|---|---|---|
| Piccolo impianto con poche stringhe in parallelo | Può dipendere fortemente dai limiti dei moduli e dalle normative locali | Spesso utilizzato per il sezionamento di servizio | Può essere a valle o integrato altrove | Valutato in base all'esposizione e alla sensibilità dell'inverter |
| Combiner box per tetti commerciali | Spesso importante a causa delle molteplici stringhe in parallelo | Comunemente utilizzato per l'isolamento locale | Spesso utilizzato all'uscita combinata o allo stadio di protezione CC a valle | Solitamente importante poiché gli impianti su tetto sono esposti alle sovratensioni |
| Impianto CC su scala industriale o ad alta tensione | Deve essere verificato attentamente rispetto alla tensione di sistema e alla portata del portafusibile | Richiede un design robusto di sezionamento/isolamento in corrente continua (DC) per impianti fotovoltaici | Deve soddisfare elevati requisiti di tensione continua e capacità di interruzione | Spesso parte di un concetto coordinato di protezione dalle sovratensioni a livello di impianto |
| Protezione dell'ingresso integrata nell'inverter | Può essere ridotta o modificata in base al design dell'inverter | Potrebbe essere ancora richiesta localmente in base al progetto | Può essere integrata, esterna o entrambe | Dovrebbe comunque essere coordinata con il percorso dei cavi DC e la messa a terra |
Il layout e la progettazione termica sono parte integrante della protezione
Il coordinamento delle protezioni non è solo elettrico. Un quadro di parallelo (combiner box) può utilizzare componenti corretti e fallire comunque a causa del layout.
Prestare attenzione a:
- dissipazione del calore dei portafusibili
- spaziatura tra i dispositivi che generano calore
- raggio di curvatura dei cavi e instradamento dei conduttori
- lunghezza dei cavi dell'SPD e percorso di messa a terra
- separazione tra i conduttori DC positivo e negativo dove richiesto
- accesso di servizio a fusibili, sezionatori, interruttori e moduli SPD
- rischio di infiltrazioni d'acqua dovuto a una disposizione inadeguata dei pressacavi
- visibilità delle etichette per le squadre di manutenzione
Se il design del quadro è ancora in fase di definizione, procedere con una revisione selezione del quadro di campo (combiner box) per impianti fotovoltaici, posizionamento del combiner box: interno vs esterno, cause e soluzioni per il surriscaldamento del combiner box solare, e il lista di controllo per l'ispezione del combiner box solare.
Errori di progettazione comuni
Errore 1: Considerare l'interruttore automatico come un sostituto universale dei fusibili
Un interruttore CC all'uscita combinata può essere essenziale, ma non risolve automaticamente la protezione contro la corrente inversa a livello di stringa. La necessità di fusibili di stringa deve essere comunque valutata.
Errore 2: Utilizzo di dispositivi di protezione CA in circuiti fotovoltaici CC
L'interruzione della corrente continua (CC) fotovoltaica è diversa dall'interruzione della corrente alternata (CA). I dispositivi devono essere dimensionati per la tensione CC effettiva e per l'applicazione specifica.
Errore 3: Installare un sezionatore presupponendo che la protezione da sovracorrente sia risolta
Un sezionatore CC fornisce una funzione di disconnessione. Non fornisce automaticamente una protezione contro cortocircuiti o sovraccarichi.
Errore 4: Scegliere un SPD basandosi solo sull'etichetta “PV SPD”
L'SPD deve corrispondere a Ucpv/MCOV, capacità di scarica, punto di installazione, protezione di backup e sistema di messa a terra. L'etichetta da sola non è sufficiente.
Errore 5: Ignorare la lunghezza e la disposizione dei cavi
Cavi dell'SPD troppo lunghi, portafusibili affollati e un instradamento inadeguato dei conduttori possono compromettere una scelta tecnica altrimenti corretta.
Errore 6: Progettare per lo schema elettrico ma non per il tecnico
Il quadro finale deve essere ispezionabile e manutenibile. La sostituzione dei fusibili, l'azionamento dei sezionatori, il riarmo degli interruttori, il controllo dello stato dell'SPD e la lettura delle etichette devono essere operazioni realistiche nell'ambiente di installazione.
Lista di controllo per il progettista
| Punto di controllo | Confermare prima del rilascio |
|---|---|
| Architettura delle stringhe | Numero di stringhe in parallelo e contributo al guasto noti |
| Limite di protezione del modulo | Verifica della corrente nominale massima del fusibile in serie del modulo |
| Progettazione del fusibile | Fusibile e portafusibile sono classificati per CC fotovoltaica e posizionati correttamente |
| Progettazione del sezionatore | Conferma della corrente nominale del sezionatore CC, della disposizione dei poli e della funzione di interruzione sotto carico/isolamento |
| Progettazione dell'interruttore | Definizione della corrente nominale, del potere di interruzione, della polarità e della funzione dell'interruttore CC |
| Progettazione dell'SPD | Verifica di Ucpv, Up, corrente di scarica, tipo, protezione di backup e percorso di messa a terra |
| Layout | Revisione della distanza termica, del percorso dei conduttori, della lunghezza dei cavi dell'SPD e dell'accesso per la manutenzione |
| Documentazione | Corrispondenza tra schema, distinta base (BOM), etichette, segnali di avvertimento, punti di ispezione e il quadro elettrico reale |
FAQ
Un interruttore CC può sostituire i fusibili di stringa in un quadro di parallelo solare?
Non automaticamente. Un interruttore magnetotermico in corrente continua (DC) all'uscita combinata può proteggere e isolare il circuito in uscita, ma i fusibili di stringa gestiscono l'esposizione alla corrente inversa a livello di stringa proveniente dalle stringhe in parallelo. Si tratta di questioni di protezione differenti.
Un sezionatore DC è uguale a un interruttore magnetotermico DC?
No. Un sezionatore DC fornisce disconnessione e isolamento manuale quando è dimensionato per l'applicazione. Un interruttore magnetotermico DC fornisce protezione da sovracorrente e interruzione entro i suoi limiti nominali. Alcuni prodotti possono combinare le funzioni, ma la scheda tecnica deve supportare esplicitamente l'uso previsto.
Ogni quadro di parallelo solare necessita di fusibili di stringa?
Non sempre. La necessità dipende dal numero di stringhe, dalla corrente massima del fusibile di serie del modulo, dall'esposizione alla corrente inversa, dal design dell'ingresso dell'inverter e dai requisiti locali. La decisione deve essere calcolata o giustificata, non copiata da un design generico.
Ogni quadro di parallelo solare necessita di un SPD?
Molti quadri di parallelo fotovoltaici includono la protezione SPD poiché gli impianti fotovoltaici sono esposti al rischio di sovratensioni, ma la scelta finale dipende dall'esposizione del sito, dalla tensione del sistema, dal tipo di messa a terra, dalla sensibilità dell'inverter e dai requisiti del progetto.
Dove dovrebbe essere installato l'SPD all'interno del quadro di parallelo?
L'SPD deve essere installato vicino ai conduttori e alla zona che intende proteggere, con collegamenti brevi e diretti verso il percorso di protezione appropriato. Seguire sempre lo schema elettrico del produttore dell'SPD e il progetto di messa a terra.
È possibile utilizzare interruttori o sezionatori AC in un quadro di parallelo DC?
Non si deve dare per scontata la loro idoneità. La commutazione e l'interruzione in corrente continua sono più gravose poiché la corrente non attraversa naturalmente lo zero. Utilizzare dispositivi esplicitamente certificati per il servizio fotovoltaico in DC alla tensione e corrente richieste.
Qual è l'errore più comune nel coordinamento delle protezioni?
L'errore più comune è assegnare il compito sbagliato al dispositivo sbagliato: affidarsi a un interruttore per il coordinamento dei fusibili di stringa, trattare un sezionatore come protezione da sovracorrente o installare un SPD senza verificare la tensione e la disposizione dei cavi.
Sintesi
La progettazione della protezione del quadro di parallelo solare è un problema di coordinamento. Fusibili, sezionatori DC, interruttori DC e SPD risolvono ciascuno una parte diversa del profilo di rischio.
Utilizzo fusibili di stringa per gestire la corrente inversa a livello di stringa e l'esposizione ai guasti. Utilizzare Isolatori CC per la disconnessione e l'isolamento locale. Utilizzare Interruttori CC dove sono richieste protezione da sovracorrente e interruzione nominali in CC. Utilizzare DOCUP per ridurre lo stress da sovratensione transitoria.
Il design migliore non è quello con il maggior numero di componenti. È quello in cui ogni componente ha un ruolo chiaro, una taratura corretta, una posizione adeguata e un coordinamento documentato con il resto dell'impianto fotovoltaico.
Fonti utilizzate
- Panoramica della norma IEC 60269 e contesto dei fusibili per impianti fotovoltaici
- Contesto delle categorie di utilizzo secondo la norma IEC 60947
- Panoramica degli standard per i dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD)
- Contesto della commutazione dei sezionatori CC per impianti fotovoltaici
