Come Proteggere i Sistemi Fotovoltaici dai Fulmini

Contenuto:

1. Rischi dei Temporali per i Sistemi Fotovoltaici
2. I Sistemi Fotovoltaici Attraggono i Fulmini Durante i Temporali?
3. Dovrei Spegnere il Mio Sistema Fotovoltaico Durante i Temporali?
4. Necessità di Installare la Protezione dai Fulmini
5. Componenti Chiave della Progettazione della Protezione dai Fulmini per i Sistemi Fotovoltaici
6. Quattro Tipi di Misure di Protezione dai Fulmini per i Sistemi Fotovoltaici
7. Conclusione

Rischi dei Temporali per i Sistemi Fotovoltaici

I sistemi fotovoltaici affrontano diversi rischi durante i temporali. Questo articolo introduce le minacce poste dai temporali ai sistemi fotovoltaici e le misure di protezione per diversi tipi di sistemi fotovoltaici per garantire un funzionamento sicuro.

1. Fulmini Diretti

I fulmini diretti rappresentano la minaccia più immediata per i sistemi fotovoltaici. Quando un fulmine colpisce direttamente i moduli fotovoltaici o le strutture vicine, può causare danni catastrofici. La scarica ad alta energia di un fulmine può danneggiare componenti elettronici critici dei moduli fotovoltaici, come inverter, sistemi di gestione delle batterie e cavi di collegamento. Questo danno può non solo interrompere il funzionamento del sistema, ma anche causare incendi o esplosioni, compromettendo gravemente la durata e la sicurezza dell'attrezzatura.

2. Fulmini Indotti

I fulmini indotti sono un'altra forma comune di danno per i sistemi fotovoltaici, specialmente nelle regioni con frequenti temporali. Anche se un fulmine non colpisce direttamente i moduli fotovoltaici, l'induzione elettromagnetica può causare sovratensioni all'interno del sistema. Queste sovratensioni possono superare la tensione di lavoro nominale dei moduli e dei dispositivi elettronici, causando danni ai componenti o degradazione delle prestazioni. Il danno cumulativo causato dai fulmini indotti può ridurre la durata e l'affidabilità del sistema.

3. Aumento del Potenziale di Terra

L'aumento del potenziale di terra si verifica quando un fulmine colpisce il suolo o i conduttori vicini, trasmettendo sovratensioni attraverso il sistema di messa a terra al sistema fotovoltaico. Sebbene il sistema di messa a terra sia progettato per indirizzare in modo sicuro le correnti di fulmine nel terreno, l'aumento del potenziale di terra può far sì che il sistema di messa a terra non riesca a eliminare efficacemente la sovratensione. In questa situazione, la sovratensione può entrare nei circuiti del sistema fotovoltaico, danneggiando o persino distruggendo completamente le attrezzature critiche.

I Sistemi Fotovoltaici Attraggono i Fulmini Durante i Temporali?

I sistemi fotovoltaici non attirano attivamente i fulmini durante i temporali, ma è consigliabile adottare misure preventive per ridurre il rischio.

Dovrei Spegnere il Mio Sistema Fotovoltaico Durante i Temporali?

Spegnere il sistema fotovoltaico può ridurre la probabilità che le apparecchiature vengano colpite dai fulmini, soprattutto quando non ci sono strutture dedicate alla protezione dai fulmini. Questa è una misura di sicurezza efficace.

Necessità di Installare la Protezione dai Fulmini

Nella maggior parte dei paesi e delle regioni, installare strutture di protezione dai fulmini è una misura necessaria per proteggere le apparecchiature e la sicurezza degli utenti. I codici di sicurezza elettrica di solito richiedono che i sistemi fotovoltaici siano dotati di adeguate misure di protezione dai fulmini per garantire un funzionamento stabile a lungo termine.

Componenti Chiave della Progettazione della Protezione dai Fulmini per i Sistemi Fotovoltaici

1. Sistema di Messa a Terra

Un buon sistema di messa a terra è la prima linea di difesa contro i danni causati dai fulmini. Assicurati che la resistenza di messa a terra sia al di sotto degli standard di sicurezza per dissipare efficacemente la sovratensione dei fulmini.

2. Aste di Fulmine e Conduttori

L'installazione di aste di fulmine o conduttori vicino ai pannelli fotovoltaici può ridurre la probabilità che i fulmini colpiscano i moduli fotovoltaici e dirigere in modo sicuro l'energia dei fulmini verso il terreno.

3. Dispositivi di Protezione da Sovratensioni (SPD)

Le apparecchiature elettriche sensibili dei sistemi fotovoltaici, come inverter AC/DC, dispositivi di monitoraggio e array fotovoltaici, devono essere protette utilizzando dispositivi di protezione da sovratensioni (SPD). Gli SPD sono principalmente divisi in tre tipi:

Tipo 1: Installati presso il quadro di distribuzione principale o il contatore, utilizzati con aste di fulmine e altri sistemi di protezione dai fulmini per dissipare le forti correnti dai fulmini diretti.

Tipo 2: Installati nel pannello elettrico domestico, possono essere utilizzati indipendentemente o con aste di fulmine, proteggendo contro i fulmini indiretti e altre sovratensioni.

Tipo 3: Installati vicino a dispositivi elettronici specifici nel punto di utilizzo, forniscono una protezione supplementare da sovratensioni per dispositivi individuali come computer, TV e periferiche, adatti per dispositivi a più di 10 metri di distanza dagli SPD di Tipo 1 o Tipo 2.

L'efficacia degli SPD dipende dall'installazione corretta e dalla corrispondenza delle valutazioni di corrente di sovratensione. Si consiglia di consultare un elettricista qualificato per valutare il rischio di fulmini nella tua zona, determinare il tipo di SPD più adatto per la tua casa e assicurarsi che gli SPD abbiano valutazioni di corrente di sovratensione appropriate per proteggere i tuoi dispositivi elettronici dai danni.

Quattro Tipi di Misure di Protezione dai Fulmini per i Sistemi Fotovoltaici

Nei sistemi fotovoltaici, la protezione dai fulmini è cruciale. Comprendere i diversi tipi di sistemi di protezione dai fulmini e le loro applicazioni può proteggere efficacemente i sistemi fotovoltaici dai fulmini e dalle sovratensioni. Ecco quattro tipi di misure di protezione dai fulmini per diversi sistemi fotovoltaici：

1. Sistema Fotovoltaico con Sistema di Protezione dai Fulmini Indipendente

Un sistema fotovoltaico con un sistema di protezione dai fulmini indipendente significa installare e gestire un sistema di protezione dai fulmini separato per il sistema fotovoltaico basato sugli edifici esistenti. Questo design garantisce che il sistema fotovoltaico possa operare in sicurezza indipendentemente dal sistema di protezione dai fulmini dell'edificio.

Misure Consigliate:

(1)Installazione di Parafulmini: Installa parafulmini dedicati sui pannelli fotovoltaici o sulle strutture di montaggio per fornire un percorso preferenziale per le correnti dei fulmini, dirigendole in modo sicuro verso il terreno.

(2)Dispositivi di Protezione da Sovratensioni (SPD): Installa SPD vicino ai componenti elettrici per rilevare e dissipare in modo sicuro le correnti di sovratensione, prevenendo danni.

(3)Equalizzazione del Potenziale: Stabilire una buona equalizzazione del potenziale, collegando tutti i componenti elettrici al sistema di messa a terra per garantire un riferimento di terra unificato.

(4)Sistema di Messa a Terra Efficace: Installa un sistema di messa a terra efficace per guidare in modo sicuro le correnti dei fulmini e ridurre le correnti dannose sui componenti.

2. Sistema Fotovoltaico con Sistema di Protezione dai Fulmini Schermato

Se i vincoli spaziali non consentono una distanza di separazione sufficiente tra il sistema di protezione dai fulmini e il cablaggio del sistema fotovoltaico, questi sistemi solitamente indipendenti sono interconnessi. Questo design include misure di protezione dai fulmini tradizionali e misure di schermatura per l'interferenza elettromagnetica (EMI) per migliorare la compatibilità elettromagnetica (EMC) del sistema.

Misure Consigliate:

(1)Cavi Schermati: Usa cavi schermati (con uno strato di materiale conduttivo) per proteggere i cavi dall'interferenza del campo elettromagnetico esterno e prevenire l'interferenza elettromagnetica generata dai cavi.

(2)Componenti Elettronici Schermati: Usa componenti elettronici schermati per ridurre la sensibilità all'interferenza elettromagnetica, migliorando le prestazioni e l'affidabilità del sistema.

(3)Ottimizzazione dell'EMC: Ottimizza la disposizione e la schermatura dei componenti del sistema e dei cavi per ridurre al minimo l'interferenza elettromagnetica e garantire la stabilità del sistema e dell'ambiente circostante.

3. Sistema Fotovoltaico con Protezione dai Fulmini ma Senza Schermatura

In questa configurazione, il sistema fotovoltaico dispone di misure di protezione dai fulmini ma senza schermatura aggiuntiva per ridurre l'interferenza elettromagnetica (EMI). Il sistema si concentra principalmente sulla prevenzione dei danni da fulmini e sovratensioni.

Misure Consigliate:

(1)Parafulmini e SPD: Installa parafulmini e SPD per garantire che le correnti dei fulmini e le sovratensioni siano dissipate in modo sicuro, proteggendo i componenti del sistema.

(2)Messa a Terra Efficace: Assicurati che tutti i componenti metallici (come i telai dei moduli e le strutture di montaggio) siano ben collegati al sistema di messa a terra per guidare le correnti dei fulmini e ridurre il rischio di danni.

4. Sistema Fotovoltaico Senza Protezione dai Fulmini

I sistemi fotovoltaici senza sistemi di protezione dai fulmini sono a rischio estremamente elevato, facilmente soggetti a danni causati da fulmini e sovratensioni.

Rischi Potenziali:

(1)Danni da Fulmini: I sistemi fotovoltaici, solitamente installati sui tetti o in posizioni elevate, sono soggetti a fulmini, causando gravi danni.

(2)Sovratensioni: Le sovratensioni indotte dai fulmini possono entrare nel sistema, danneggiando i componenti elettrici.

(3)Rischio di Incendio: I fulmini possono causare incendi, specialmente in assenza di misure di protezione dai fulmini.

(4)Danni alle Strutture e ai Sistemi Elettrici: I fulmini e le sovratensioni possono diffondersi alle strutture degli edifici e alle reti elettriche, causando danni estesi.

(5)Rischi per la Sicurezza: I fulmini rappresentano potenziali minacce per la sicurezza delle persone vicine ai sistemi fotovoltaici.

Conclusione

I sistemi fotovoltaici affrontano vari rischi potenziali durante i temporali, tra cui fulmini diretti, fulmini indotti e aumento del potenziale di terra. Per garantire il funzionamento sicuro del sistema, è necessario installare adeguate misure di protezione dai fulmini, come parafulmini, buoni sistemi di messa a terra e SPD. Adottando adeguate misure di protezione dai fulmini per diversi tipi di sistemi fotovoltaici, è possibile proteggere efficacemente il sistema dai fulmini e dalle sovratensioni. Il mantenimento regolare e l'ispezione di queste strutture di protezione dai fulmini, nonché il consulto di professionisti, garantiranno che il sistema fotovoltaico possa operare in sicurezza in tutte le condizioni meteorologiche.

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Riferimento:

Blitzschutz von Photovoltaik-Anlagen. (n.d.). VDE Blitzschutz. https://www.vde.com/de/blitzschutz/infos/pv-anlagen

Steffen, C. (2024, 19 maggio). Blitzschutz für PV-Anlagen - wirklich notwendig? ☀️ photovoltaik.sh ☀️ photovoltaik.sh. photovoltaik.sh. https://www.photovoltaik.sh/wissen/blitzschutz-pv-anlage/

Zagorac, A. (2024b, 29 maggio). Siete protetti contro i danni da sovratensione? Blog di Schneider Electric. https://blog.se.com/homes/2017/12/22/protected-power-surge-damage/

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