Protezione dai fulmini esterna e impianti fotovoltaici La funzionalità della protezione dai fulmini esterna e dell'impianto fotovoltaico deve essere garantita. Ottieni maggiori informazioni sulla protezione contro le sovratensioni per gli impianti fotovoltaici e scarica la relativa brochure.
Protezione dai fulmini esterna e impianti FV
Quando un impianto FV e un sistema esterno di protezione dai fulmini si intersecano, entrano spesso in conflitto: entrambi devono condividere la superficie del tetto. L'installazione parallela dell'impianto FV e del sistema di protezione dai fulmini non causa alcun problema. Se un impianto FV viene montato in seguito su una superficie del tetto in cui è già installato un sistema di protezione dai fulmini, è necessario prendere in considerazione diversi aspetti. È importante assicurare la funzionalità della protezione dai fulmini esterna e anche la protezione funzionale dell'impianto FV attraverso la protezione dai fulmini.
Distanze di separazione
Se la corrente scorre attraverso un conduttore, la tensione scende lungo il conduttore. La portata di questa caduta di tensione dipende da fattori quali sezione, forma e materiale del conduttore, nonché dal modo in cui il conduttore è posato o dall'ampiezza e dalla forma della corrente.
Se un fulmine colpisce il sistema di protezione dai fulmini, la corrente di fulmine scorre attraverso i parafulmini e si dirige verso terra. La tensione scende quindi lungo il dispositivo di protezione. Ci sono diversi metodi per calcolare tale portata. Per comodità si può prendere come riferimento un valore di 1.000 V per metro. A un'altezza di 10 m è quindi presente una tensione di 10.000 V tra il parafulmine e le altre parti messe a terra, ad esempio il telaio messo a terra dell'impianto fotovoltaico. Esiste così il rischio che un fulmine salti dal parafulmine all'impianto FV. Per evitare tutto ciò, è necessario che il parafulmine e l'impianto FV siano sufficientemente distanti l'uno dall'altro. Affinché il fulmine non passi oltre il parafulmine, la distanza di separazione "s" è la distanza minima tra il parafulmine e l'impianto FV.
A causa di molti fattori, la distanza di separazione non è facile da determinare. In questo caso, può essere d'aiuto rivolgersi a un esperto in impianti parafulmine che dovrebbe quindi essere coinvolto nella pianificazione.
Se la distanza di separazione è nota o è stata determinata, tutti i componenti di un impianto FV devono mantenere ovunque questa distanza minima rispetto al sistema di protezione dai fulmini. Se la distanza non può essere adeguatamente mantenuta, l'intero impianto FV viene collegato alla protezione dai fulmini esterna.
Con questo tipo di installazione, le correnti di fulmine non vengono più condotte lungo l'edificio, bensì attraverso di esso. L'edificio necessita quindi anche di un livello di protezione contro le sovratensioni superiore con scaricatori di sovratensione tipo 1.
Distanze di separazione per gli impianti fotovoltaici
Rappresentazione dell'area di flessione
Area di flessione
Oltre alla distanza di separazione, è necessario considerare anche l'area di flessione, soprattutto in caso di potenziamento di impianti FV. Pensate a una linea retta che collega le punte delle antennine di captazione.
L'area al di sotto di questa linea dovrebbe essere protetta. Fisicamente il fulmine può tuttavia scendere leggermente sotto questa linea. Questa zona è l'area di flessione.
I moduli FV devono quindi essere situati al di sotto dell'area di flessione, in modo da essere protetti dai fulmini. L'installatore dell'impianto parafulmine può determinare le dimensioni dell'area di flessione.
Rappresentazione dell'area di flessione in presenza di un impianto fotovoltaico sul tetto
Nel caso in cui i moduli FV si trovino al di sopra dell'area di flessione, ci sono due opzioni:
- Installazione del modulo FV così che sia meno accatastato.
- Regolazione dell'impianto parafulmine da parte dell'installatore.
Ombreggiamento
Per il funzionamento del sistema esterno di protezione dai fulmini, è necessario utilizzare, sul tetto, del materiale che proietti l'ombra nei giorni di sole, come ad esempio le antennine di captazione. L'ombra sui pannelli FV viene denominata ombreggiamento.
L'ombreggiamento ha un impatto negativo sul rendimento dell'impianto FV. La potenza si riduce nella stringa o nell'intero impianto a seconda delle dimensioni delle zone ombreggiate e del numero e del cablaggio dei moduli interessati. Questo significa che la corrente generata è inferiore rispetto a quella che si produce senza ombreggiamento. Ciò può portare a notevoli perdite di guadagno nel lungo periodo.
Un altro fenomeno, soprattutto nel caso di piccoli ombreggiamenti come quelli causati dalle antennine di captazione, è detto hot spot. Tale fenomeno si sviluppa quando le superfici ombreggiate sono maggiormente riscaldate rispetto alle parti circostanti del pannello che sono direttamente esposte al sole. Ciò accade per due motivi:
L'area ombreggiata non genera più corrente. Essa si trasforma da fonte a resistenza, che trasmette solo la corrente delle celle circostanti. L'energia necessaria a questo scopo viene in gran parte dispersa come calore.
L'antennina di captazione agisce sui raggi solari come una lente. Ciò garantisce che i raggi solari riflessi sul bordo dell'ombra si concentrino sui pannelli, i quali aumentano l'intensità dei raggi solari proprio su quella specifica zona.
Il surriscaldamento è un fattore che contribuisce significativamente alla degradazione dei moduli FV. Le celle esposte ripetutamente a questo surriscaldamento vengono così distrutte, riducendo il rendimento del pannello FV. Quanto incida questo effetto sulle funzionalità dei moduli FV e quanto rapidamente si verifichi tale fenomeno è ancora oggetto di discussione tra gli esperti.
L'obiettivo è evitare che elementi della protezione dai fulmini esterna ombreggino l'impianto FV.
Passaggio dei cavi
I moduli FV sono collegati all'inverter e per questo collegati in serie. Questo tipo di installazione provvede a creare un circuito ad anello che parte dall'inverter e vai ai singoli moduli per poi tornare di nuovo all'inverter. Ognuno di questi anelli di conduzione funge anche da antenna ed è quindi sensibile all'accoppiamento. Perché, in definitiva, l'anello di conduzione combina le energie all'interno dell'impianto FV, le quali possono aumentare al punto da causare gravi danni all'inverter e anche all'impianto FV.
Pertanto, durante la posa dei cavi, assicurarsi che nell'impianto FV venga accumulata meno energia possibile. L'energia accumulata è correlata alla superficie coperta dall'anello di conduzione: maggiore è la superficie, più energia viene accumulata
Il passaggio dei cavi ha un impatto estetico, ma assicura un'ampia area coperta. Una scarica atmosferica che colpisce l'edificio o le aree vicine causa forti anomalie nell'impianto FV.
Passaggio dei cavi di un impianto fotovoltaico con superficie coperta ridotta
La superficie coperta è ridotta al minimo. L'accoppiamento causato da un scarica atmosferica è significativamente ridotto.
Come fa l'energia, in genere, a raggiungere le antenne? A tal scopo è necessario un trasmettitore. Il fulmine è un trasmettitore molto potente. In sintesi si può dire che il fulmine è una corrente che scorre attraverso un conduttore (in questo caso non di metallo, ma sotto forma di plasma) da una nuvola all'altra o fino a terra.
Considerando la potenza media dei fulmini in Europa, si tratta di correnti tra 10.000 A e 30.000 A. Anche se raramente, possono verificarsi correnti addirittura da oltre 100.000 A. Il trasmettitore è nelle immediate vicinanze qualora un fulmine colpisca un punto vicino all'impianto FV o il sistema di protezione dai fulmini. Per un uso sicuro dell'impianto FV è inoltre importante garantire la più piccola superficie coperta possibile.
Sapevi che...
Puoi tutelarti contro inutili rischi di responsabilità!
Per le installazioni da eseguirsi successivamente su edifici con sistemi di protezione dai fulmini, occorre assicurarsi che l'installazione si trovi nell'area protetta. Questo vale anche per le antenne e gli impianti SAT.
Per questioni riguardanti l'area protetta e le distanze di separazione è necessario coinvolgere l'installatore dell'impianto parafulmine. Solo così potrai assicurarti che l'impianto parafulmine continui a funzionare correttamente.
Protezione contro la sovratensione per impianti fotovoltaici
Lo scopo dichiarato dell'installazione di un impianto fotovoltaico è quello di raggiungere l'indipendenza dal fornitore dell'energia elettrica, nonché di garantire la tutela dell'ambiente. Anziché pagare i costi dell'elettricità al fornitore con cadenza mensile, si investe una tantum in un impianto fotovoltaico proprio. Pertanto, i futuri aumenti dei prezzi dell'elettricità ricopriranno solo un ruolo marginale. Indipendenza e modello di vita autosufficiente sono qui le grandi parole chiave.
L'investimento in un impianto fotovoltaico viene programmato per garantire una copertura di almeno 20 anni. Un periodo lungo in cui possono succedere molte cose. Come tutti i dispositivi elettrici, anche gli impianti FV sono sensibili alle sovratensioni: gli inverter, i moduli FV, gli accumulatori e i cavi sono tutti componenti che possono venire danneggiati.
Una protezione efficace contro la sovratensione aumenta quindi l'affidabilità operativa dell'impianto e fornisce sicurezza ai proprietari. Ti mostreremo nei singoli capitoli che questa protezione non è complicata e costosa.