Prutezzione di sovratensioni per i sistemi fotovoltaici

L'installazioni fotovoltaiche (PV) per sfruttà l'energia rinnovabile sò à grande risicu da e scariche di fulmini per via di a so situazione esposta è di grande superficie.

U dannu à i segmenti individuali o u fallimentu di tutta l'installazione pò esse a cunsequenza.

I currenti di fulmine è e tensioni di sovratensione spessu causanu danni à l'invertitori è à i moduli fotovoltaici. Questi danni significanu più spese per l'operatore di l'installazione fotovoltaica. Non solu ci sò costi di riparazione più alti, ma a produttività di l'installazione hè ancu significativamente ridotta. Dunque, una struttura fotovoltaica deve sempre esse integrata in a strategia esistente di prutezzione di i lampi è di messa à terra.

Per evità queste interruzioni, e strategie di prutezzione di fulmini è sovratensioni in usu devenu interagisce l'una cù l'altra. Vi furnisce u supportu chì avete bisognu per chì a vostra struttura funziona senza intoppi è furnisce u so rendimentu previstu! Hè per quessa chì duvete salvaguardà a vostra installazione fotovoltaica di illuminazione è prutezzione di sovratensione da LSP:

  • Per prutege u vostru edifiziu è l'installazione PV
  • Per aumentà a dispunibilità di u sistema
  • Per salvaguardà u vostru investimentu

Norme è esigenze

E norme è direttive attuali per a prutezzione di sovratensione devenu sempre esse tenute in contu in a cuncezzione è l'installazione di qualsiasi sistema fotovoltaicu.

U prugettu di norma europeu DIN VDE 0100 parte 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (Montaggio di sistemi à bassa tensione, requisiti per apparecchiature è impianti speciali; sistemi fotovoltaici di energia) è e specifiche internazionali di installazione per impianti fotovoltaici - IEC 60364-7- 712 - tramindui descrivenu a selezzione è l'installazione di a prutezzione di sovratensione per l'installazione fotovoltaica. Raccomandanu ancu dispositivi di prutezzione contro sovratensioni tra i generatori fotovoltaici. In a so publicazione di u 2010 nantu à a prutezzione di sovratensione per l'edificii cù una installazione PV, l'Associazione di Assicuratori Tedeschi di Proprietà (VdS) richiede una prutezzione di fulmine è sovratensione> 10 kW in cunfurmità cù a classe di prutezzione di i lampi III.

Per assicurà chì a vostra installazione sia sicura per u futuru, ùn hè micca da dì chì i nostri cumpunenti rispettanu cumpletamente tutti i requisiti.

Inoltre, un standard europeu per cumpunenti di prutezzione di tensione di sovratensione hè in preparazione. Stu standard specificherà in chì misura a prutezzione di a tensione di sovratensione deve esse cuncepita in u latu DC di i sistemi PV. Stu standard hè attualmente prEN 50539-11.

Un standard simile hè attualmente in vigore in Francia - UTE C 61-740-51. I prudutti di LSP sò attualmente testati per a conformità à e duie norme in modu chì ponu furnisce un livellu ancu più altu di sicurezza.

I nostri moduli di prutezzione di sovratensione in Classe I è Classe II (arrestatori B è C) assicuranu chì l'occorrenza di tensione sia rapidamente limitata è chì u currente sia scaricatu in modu sicuru. Questu permette di evità danni costosi o u putenziale di mancanza di energia cumpleta in u vostru stabilimentu fotovoltaicu.

Per i bastimenti cù o senza sistemi di prutezzione di l'illuminazione - avemu u pruduttu ghjustu per ogni applicazione! Pudemu consegnà i moduli cum'è avete bisognu - cumpletamente persunalizati è pre-cablati in alloghji.

Distribuzione di dispositivi di prutezzione di sovratensione (SPD) in sistemi fotovoltaici

L'energia fotovoltaica hè un cumpunente vitale di a produzzione generale di energia da fonti d'energia rinnuvevuli. Ci hè una quantità di caratteristiche particulari chì devenu esse cunsiderate quandu si sparghjenu dispositivi di prutezzione di sovratensione (SPD) in i sistemi fotovoltaici. I sistemi fotovoltaichi anu una fonte di tensione DC, cù caratteristiche specifiche. U cuncettu di sistema deve, dunque, tene in considerazione queste caratteristiche specifiche è coordinà l'usu di SPD di conseguenza. Per esempiu, e specifiche SPD per i sistemi fotovoltaici devenu esse progettate sia per una tensione massima à carica di u generatore solare (VOC STC = tensione di u circuitu scaricatu in cundizioni di prova standard) è ancu in quantu à assicurà a massima disponibilità è sicurezza di u sistema.

Prutezzione esterna da i lampi

A causa di a so grande superficia è di a situazione di stallazione generalmente esposta, i sistemi fotovoltaici rischianu in particulare di scariche atmosferiche - cume i fulmini. A stu puntu, ci hè a necessità di differenzà trà l'effetti di i fulmini diretti è di i cosiddetti colpi indiretti (induttivi è capacitivi). Da una parte, a necessità di a prutezzione di i fulmini dipende da e specifiche normative di e norme pertinenti è da una parte, a necessità di a prutezzione di i fulmini spende per e specifiche normative di e norme pertinenti. D'altra parte, dipende da l'applicazione stessa, in altre parole, secondu se si tratta di un edifiziu o di una installazione di campu. Cù l'installazione di l'edificiu, si distingue una differenza trà l'installazione di un generatore fotovoltaicu nantu à u tettu di un edifiziu publicu - cù un sistema esistente di prutezzione contro i fulmini - è l'installazione nantu à u tettu di una stalla - senza un sistema di prutezzione contro i lampi. L'installazione di campu offre ancu grandi obiettivi putenziali per via di e so matrici di moduli di grande area; in questu casu, una soluzione esterna di prutezzione contro i fulmini hè raccomandata per stu tippu di sistema per prevene colpi di illuminazione diretta.

E referenze normative ponu esse truvate in IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), Supplement 2 (interpretazione secondu u livellu di prutezzione di fulmini o livellu di risicu LPL III) [2] è Supplement 5 (prutezzione di fulmini è sovratensioni per i sistemi fotovoltaici) è in a Direttiva VdS 2010 [3], (se i sistemi fotovoltaici> 10 kW, allora a prutezzione di i fulmini hè necessaria). Inoltre, sò necessarie misure di prutezzione di sovratensione. Per esempiu, a preferenza deve esse permessa di separà i sistemi di terminazione d'aria per prutege u generatore PV. Tuttavia, se ùn hè micca pussibule di evità una cunnessione diretta à u generatore PV, in altre parole, a distanza di separazione sicura ùn pò micca esse mantenuta, allora l'effetti di i currenti parziali di fulmine devenu esse presi in considerazione. Fundamentalmente, i cavi schermati devenu esse aduprati per e linee principali di generatori per mantene e sovratensioni indotte u più bassu pussibule. Inoltre, se a sezione trasversale hè abbastanza (min. 16 mm² Cu) a schermatura di u cavu pò esse aduprata per cunduce correnti fulmine parziali. U listessu vale per l'usu di alloghji metallichi chjusi. A messa à terra deve esse cunnessa à e duie estremità di i cavi è di l'alloghji metallichi. Chì assicura chì e linee principali di u generatore cadenu in LPZ1 (Zona di Protezzione di Fulmini); significa chì un SPD tip 2 basta. Altrimenti, un tippu SPD 1 seria necessariu.

L'utilizazione è a specificazione curretta di dispositivi di prutezzione di sovratensioni

In generale, hè pussibule cunsiderà u dispiegamentu è a specificazione di SPD in sistemi à bassa tensione da u latu AC cum'è una prucedura standard; tuttavia, u dispiegamentu è e specifiche currette di cuncepimentu per i generatori PV DC restanu sempre una sfida. A ragione hè in primu locu chì un generatore solare hà e so caratteristiche speciali è, in seconda, i SPD sò dispiegati in u circuitu DC. I SPD convenzionali sò tipicamente sviluppati per sistemi di tensione alternata è micca di tensione diretta. E norme pertinenti di produttu [4] anu copertu queste applicazioni da anni, è queste ponu esse applicate in fondu à l'applicazioni di tensione continua. Tuttavia, mentre tensioni relativamente basse di u sistema fotovoltaicu sò state realizzate, oghje questi stanu dighjà ottenendu circa. 1000 V DC in u circuitu PV scaricatu. U compitu hè di ammaestrà e tensioni di u sistema in questu ordine cù dispositivi adatti di prutezzione di sovratensione. E pusizioni in cui hè tecnicamente adeguatu è praticu di posizionà i SPD in un sistema FV dipende principalmente da u tippu di sistema, da u cuncettu di sistema è da a superficie fisica. I Figuri 2 è 3 illustranu e differenze di principiu: Prima, un edifiziu cù prutezzione di fulmine esterna è un sistema FV muntatu nantu à u tettu (installazione di l'edificiu); in secondu, un sistema di energia solare espansivu (installazione di campu), ancu dotatu di un sistema di prutezzione di i fulmini esterni. In prima istanza - per via di e lunghezze di cavi più brevi - a prutezzione hè solu implementata à l'entrata DC di u inverter; in u secondu casu SPD sò installati in a scatula terminale di u generatore solare (per prutege i moduli solari) è ancu à l'entrata DC di u inverter (per prutege l'inverter). I SPD devenu esse installati vicinu à u generatore PV è ancu vicinu à l'inverter appena a lunghezza di u cavu necessariu trà u generatore PV è l'inverter supera i 10 metri (Figura 2). A soluzione standard per prutege u latu AC, vale à dì l'uscita di l'inverter è l'alimentazione di rete, deve allora esse uttenuta aduprendu SPD di tippu 2 installati à a uscita inverter è - in u casu di una installazione di edifici cù prutezzione di fulmine esterna à l'alimentazione di rete puntu - dotatu di un scaricatore di sovratensione SPD tip 1.

Caratteristiche speciali da u latu di u generatore solare DC

Finu ad avà, i cuncetti di prutezzione di u latu DC anu sempre adupratu SPD per tensioni di rete AC normali, per chì L + è L- eranu rispettivamente cablati à terra per prutezzione. Ciò significava chì i SPD sò stati classificati per almenu u 50 per centu di a tensione massima senza carica di u generatore solare. Tuttavia, dopu à un certu numaru d'anni, i guasti d'isulamentu ponu accade in u generatore PV. In cunsequenza di sta faglia in u sistema FV, a tensione cumpleta di u generatore FV hè allora applicata à u polu micca difettuatu in u SPD è dà un avvenimentu di sovraccaricu. Se a carica di SPD basati nantu à varistori ossidu metallicu da una tensione cuntinua hè troppu alta, questu pò causà a so distruzzione o attivà u dispositivu di disconnessione. In particulare, in i sistemi fotovoltaici cun tensioni elevate di u sistema, ùn hè micca pussibule di escludere cumpletamente a pussibilità di un incendiu chì si sviluppa per via di un arcu di commutazione chì ùn hè micca spente, quandu u dispositivu di disconnessione hè attivatu. Elementi di prutezzione di sovraccaricu (fusibili) aduprati à monte ùn sò micca una soluzione à sta probabilità, chì u currente di cortocircuitu di u generatore PV hè solu leggermente più altu di quellu di u currente nominale. Oghje, sistemi PV cun tensioni di sistema di circa. 1000 V DC sò di più in più installati per mantene e perdite di putenza u più bassu pussibule.

Figura 4 -Circuiti di prutezzione in forma di -Y cù trè varistori

Per assicurà chì i SPD possinu ammaestrà tensioni di sistema cusì alte, a cunnessione stellare cumposta da trè varistori s'hè dimostrata affidabile è hè diventata stabilita cum'è quasi-standard (Figura 4). Se si verifica un difettu d'isolamentu, duie varistori in a serie restanu sempre, ciò chì impedisce effettivamente à u SPD di esse sovraccaricatu.

Per riassume: i circuiti di prutezzione cun currente di fuga assolutamente zero sò in postu è una attivazione accidentale di u meccanismu di disconnessione hè impedita. In u scenariu descrittu sopra, a diffusione di u focu hè ancu efficace impedita. È in listessu tempu, ogni influenza da un dispositivu di monitoriu di l'isolamentu hè ancu evitata. Allora se si verifica un malfunzionamentu di l'isolamentu, ci sò sempre dui varistori sempre dispunibili in a serie. In questu modu, u requisitu chì i difetti di a terra devanu sempre esse prevenuti hè soddisfattu. Limitatore SPD di tipo 2 LSP SLP40-PV1000 / 3, UCPV = 1000Vdc fornisce una soluzione pratica è ben testata è hè stata testata per a conformità à tutti i standard attuali (UTE C 61-740-51 è prEN 50539-11) (Figura 4). In questu modu, offremu u più altu gradu di sicurezza dispunibule per aduprà in circuiti DC.

Applicazioni pratiche

Cum'è digià dichjaratu, una differenza hè tracciata trà e costruzioni è l'installazione di campu in soluzioni pratiche. Se una soluzione esterna di prutezzione contro i fulmini hè adattata, u generatore PV deve esse preferibilmente integratu in questu sistema cum'è un sistema di dispositivi di arrester isolatu. IEC 62305-3 specifica chì a distanza di terminazione d'aria deve esse mantenuta. S'ellu ùn pò micca esse mantenutu allora l'effetti di i currenti parziali di fulmine devenu esse presi in considerazione. À questu puntu, u standard per a prutezzione contra i fulmini IEC 62305-3 Supplementi 2 stabilisce in a Sezione 17.3: "per riduce i sovratensioni indotte cavi schermati duveranu esse aduprati per e linee principali di u generatore". Se a sezione trasversale hè sufficiente (min. 16 mm² Cu) a schermatura di u cavu pò esse aduprata ancu per cunduce correnti fulmine parziali. Supplementu (Figura 5) - Prutezzione contra i fulmini per i sistemi fotovoltaici - emessu da l'ABB (Cumitatu per a Protezione di i Fulmini è a Ricerca di Fulmini di l'Associazione (Tedesca) per Tecnulugia Elettrica, Elettronica è Informatica) stabilisce chì e linee principali per i generatori devenu esse schermate . Ciò significa chì i parafluenti attuali di fulmine (SPD tip 1) ùn sò micca richiesti, ancu se i parafusori di tensione di sovratensione (SPD tip 2) sò necessarii da entrambi i lati. Cum'è a Figura 5 illustra, una linea di generatore principale schermata offre una soluzione pratica è ottiene u statutu LPZ 1 in u prucessu. In questu modu, i scaricatori di sovratensione SPD tip 2 sò dispiegati in conformità à e specifiche di e norme.

Soluzioni pronte à adattassi

Per assicurà chì l'installazione in situ sia u più simplice pussibule LSP offre suluzioni pronte per adattassi per prutege i lati DC è AC di l'invertitori. E scatule PV plug-and-play riducenu u tempu di installazione. LSP realizerà dinò assemblee specifiche à i clienti à a vostra dumanda. Più infurmazione hè dispunibule in www.lsp-international.com

nota:

E norme è e linee guida specifiche per paese devenu esse rispettate

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) parte 712: 2006-06, Priservi per installazioni o lochi speciali. Sistemi di alimentazione fotovoltaica solare (PV)

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Prutezzione di i Fulmini, Parte 3: Prutezzione di l'installazioni è di e persone, supplementu 2, l'interpretazione secondu a classa di prutezzione o u livellu di risicu III LPL, Supplement 5, fulmine è prutezzione di sovratensione per i sistemi d'energia PV

[3] Direttiva VdS 2010: 2005-07 Prutezzione di fulmini è sovratensione orientata à u risicu; Linee guida per a prevenzione di perdite, VdS Schadenverhütung Verlag (editori)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Dispositivi di prutezzione di sovratensione à bassa tensione - Parte 11: Dispositivi di prutezzione di sovratensione da aduprà in sistemi di alimentazione à bassa tensione - requisiti è test

[5] IEC 62305-3 Prutezzione contra i fulmini - Parte 3: Dannu fisicu à e strutture è periculu per a vita

[6] IEC 62305-4 Prutezzione contra i fulmini - Parte 4: Sistemi elettrichi è elettronichi in e strutture

[7] prEN 50539-11 Dispositivi di prutezzione di sovratensione à bassa tensione - Dispositivi di prutezzione di sovratensione per applicazione specifica cumprese dc - Parte 11: Priservi è testi per SPD in applicazioni fotovoltaiche

[8] Norma di pruduttu francese per a prutezzione da sovratensioni in a zona DC UTE C 61-740-51

Usu modulare di i nostri cumpunenti di prutezzione di sovratensione

Se un sistema di prutezzione di i lampi hè dighjà prisente nantu à u bastimentu, questu deve esse in u puntu più altu di tuttu u sistema. Tutti i moduli è i cavi di l'installazione fotovoltaica devenu esse installati sottu à e terminazioni d'aria. Distanze di separazione di almenu 0.5 m à 1 m devenu esse mantenute (secondu l'analisi di risicu da IEC 62305-2).

A prutezzione esterna di fulmine di Tipu I (latu AC) richiede ancu l'installazione di un parafulmine di Tipu I in l'alimentazione elettrica di l'edificiu. S'ellu ùn hè prisente alcun sistema di prutezzione contro i fulmini, allora i parafullatori di Type II (latu AC) sò abbastanza per l'usu.