SOVATENSIONE
Come considerazione generale gli impianti fotovoltaici, essendo tipicamente installati all’esterno di edifici e spesso sulla loro sommità, risultano essere esposti a sovratensioni derivanti da scariche atmosferiche sia di tipo diretto (struttura colpita dal fulmine), che indiretto (fulmine che si abbatte nelle vicinanze).
Normalmente la struttura di sostegno dei moduli fotovoltaici è costituita da carpenteria metallica montata sulla copertura dell’edificio che aderisce alla sagoma dell’edificio stesso (tetti a falda), oppure con sopraelevazione limitata rispetto alla sagoma (tetti piani con campo fotovoltaico su cavalletti in carpenteria di acciaio zincato con altezza non superiore a 1,5 m).
Per cui il fatto che gli impianti fotovoltaici siano installati all’esterno non fa crescere in maniera significativa l’entità dei rischi a cui è esposto rispetto ad un impianto tradizionale: infatti la probabilità di fulminazione non aumentano se le parti metalliche che costituiscono l’impianto fotovoltaico non incrementano in maniera significativa l’altezza dell’edificio.
Tuttavia, in zone ad alto rischio di fulminazione, si richiede una adeguata valutazione sulla necessità o meno di realizzare un sistema LPS di protezione contro la fulminazione diretta (Lightning Protection System: quando il fulmine colpisce direttamente la struttura) in quanto i costi sono elevati.
Per questi motivi per le sovratensioni indotte di origine atmosferica è il caso di valutare l’opportunità di dotare ciascuna stringa (o eventualmente la sbarra di parallelo) di dispositivi di protezione contro le sovratensioni.
Tali dispositivi chiamati SPD (Surge Protection Device) o anche scaricatori hanno il compito di scaricare a terra la sovratensione in modo che non danneggino le apparecchiature.
SCARICATORI DI SOVRATENSIONI PER GENERATORI FOTOVOLTAICI DI MEDIE DIMENSIONI
I pannelli solari degli impianti fotovoltaici occupano uno spazio che è proporzionale alla potenza che si vuole ottenere, e quando l’area occupata diventa significativa i sistemi sono più soggetti agli effetti delle fulminazioni, soprattutto a quelle indirette. Per evitare danni sarebbe bene installare scaricatori di sovratensione per ogni polarità verso terra nel posto più vicino alle stringhe. La scelta della tensione degli scaricatori SPD (Surge Protection Device) lato corrente continua negli impianti isolati da terra si può calcolare utilizzando questo metodo semplificato, valutando la massima tensione a vuoto dell’impianto:
Uc (SPD)= Voc STC (stringa)* K
Dove:
Voc STC (stringa)=Voc STC (modulo) * N
Uc (SPD): massima tensione continuativa degli SPD in CC;
Voc STC(modulo): tensione a circuito aperto del modulo FV;
Voc STC(stringa): tensione a circuito aperto della stringa;
K=1,20: coefficiente di compensazione della tensione;
N: numero dei moduli in serie in ciascuna stringa.