Impianti fotovoltaici allacciati alla rete e sicurezza elettrica

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1 Impianti fotovoltaici allacciati alla rete e sicurezza elettrica F. Groppi Torna al programma

2 Indice degli argomenti Considerazioni introduttive Effetti dell elettricità sul corpo umano Componenti di un impianto FV e sicurezza elettrica Tipologie di impianto e sicurezza elettrica Protezione contro le sovratensioni

3 Tipiche situazioni di possibile rischio Pericolo di scariche atmosferiche Lavori sotto tensione ed elevata pendenza della falda di tetto Impianto in zona con rischio di incendio o esplosione

4 Principali riferimenti normativi IEC Effects of current on human beings and livestock IEC Electrical installations of buildings - Requirements for special installations or locations - Solar photovoltaic (PV) power supply systems CEI 64-8 CEI 81-1, CEI 81-3, CEI 81-4, CEI 81-8

5 Shock elettrico - Fattori di rischio Entità della corrente che attraversa il soggetto Natura della corrente: continua o alternata Punti di applicazione Durata dell evento Probabilità che si verifichi l evento RISCHIO = GRAVITA PROBABILITA

6 Effetti dell elettricità sul corpo umano Tetanizzazione Arresto della respirazione Fibrillazione ventricolare Ustioni

7 Resistenza elettrica del corpo umano Tensione di contatto [V] Limiti massimi di resistenza del corpo [Ω], riscontrati sul 50% di individui testati nelle seguenti condizioni S = 80 cm 2 S = 2,5 cm 2 S = 2,5 cm 2 Corrente alternata Corrente alternata Corrente continua Oltre

8 Zone di pericolosità convenzionali per la corrente continua La corrente elettrica non viene normalmente percepita Soglia di non-rilascio (treshold of let-go) Effetti reversibili Fibrillazione ventricolare Soglia di percezione (soglia di reazione) Zona nella quale non si hanno effetti fisiopatologici dannosi

9 Zone di pericolosità convenzionali per la corrente alternata La corrente elettrica non viene normalmente percepita Soglia di non-rilascio (treshold of let-go) Effetti reversibili Fibrillazione ventricolare Soglia di percezione (soglia di reazione) Zona nella quale non si hanno effetti fisiopatologici dannosi

10 Fattore di percorso Per la zona 4 occorre riferirsi a I h = I ref / F Percorso Fattore di percorso F Mani piedi 1 Mano sinistra piede sinistro 1 Mano sinistra piede destro 1 Mano sinistra entrambi i piedi 1 Mano sinistra mano destra 0,4 Mano sinistra dorso 0,7 Mano sinistra torace 1,5 Mano destra piede sinistro 0,8 Mano destra piede destro 0,8 Mano destra entrambi i piedi 0,8 Mano destra dorso 0,3 Mano destra torace 1,3 Glutei mani 0,7

11 Impianto FV e sicurezza elettrica - Stato del neutro - - Sistema TT - (Sistema TN) - Sistema IT (bt o FELV) - SELV o PELV - (Sistema TT) - (Sistema TN)

12 Possibile anello di guasto in un sistema FV (TT) con inverter senza trasformatore

13 Possibile anello di guasto in un sistema FV con inverter dotato di trasformatore

14 Requisiti per i moduli fotovoltaici La rispondenza alla CEI EN o CEI EN garantisce una adeguata resistenza nel tempo alle sollecitazioni elettriche, meccaniche e termiche L isolamento verso l esterno deve essere di Classe II a meno che il generatore FV non sia SELV o PELV La tensione massima di sistema non deve superare la tensione di isolamento dei moduli

15 Requisiti per le connessioni Il generatore FV deve essere considerato sempre in tensione, per cui durante il montaggio devono essere adottate opportune precauzioni L utilizzo di connettori IP65 può agevolare l esecuzione dei collegamenti

16 Requisiti per i collegamenti I cavi utilizzati nel generatore FV devono essere in grado di resistere alle condizioni termiche e di irraggiamento solare previste In generale è richiesto l uso di cavi con guaina I cavi devono essere adeguatamente protetti da possibili danneggiamenti Precauzioni particolari per luoghi a maggior rischio in caso d incendio

17 Requisiti per l inverter L utilizzo di inverter senza trasformatore deve essere limitato a installazioni che non presentano rischi aggiuntivi In situazioni di particolare criticità si deve fare ricorso a circuiti con caratteristiche SELV

18 Protezione contro le scariche atmosferiche e le sovratensioni

19 Formazione del fulmine: a) Propagazione della scarica verso il terreno b) Formazione del canale ionizzato c) Formazione della controscarica ascendente d) Scarica di ritorno e) Passaggio di ulteriori cariche negative nel canale ionizzato

20 La corrente di fulmine Parametro Valore minimo Valore medio Valore massimo Corrente [ka] Carica [C] Energia I 2 t [kas] Pendenza di/dt [ka/µs] Tempo alla cresta T1 primo colpo [µs] Tempo alla cresta T1 colpi successivi [µs] 0,2 1 5 Tempo all emivalore T2 primo colpo [µs] Tempo all emivalore T2 colpi successivi [µs] Intervallo tra i colpi t [ms] Durata totale [ms]

21 Frequenza media di fulminazioni N d = N t A d 10-6 = N t C A 10-6

22 Effetto dei fulmini su strutture e impianti - Fulminazione diretta sel sistema FV - Il fenomeno è fortunatamente piuttosto raro Quando necessario, occorre proteggere il generatore FV con un LPS Normative di riferimento: CEI 81-1 e CEI 81-4

23 Effetto dei fulmini su strutture e impianti - Accoppiamento resistivo - Z1 I D = n1z + Z1 Z I F = n1 Z + Z1 I I U E = Z I

24 Effetto dei fulmini su strutture e impianti - Autoinduttanza - U L a dφ = dt = L = 0,2 l ln di dt ( d r) = L l au Z au = L I di dt = au I T C di dt Z = au L T au C L au = 1 1,5 µh/m T c 2,5 µs (primo colpo) 0,5 Ω/m T c 0,25 µs (successivi) 5 Ω/m

25 Effetto dei fulmini su strutture e impianti - Mutua induttanza - U = dφ dt = L di dt L m = 0,2 l ln [( d + a) d] = L l mu U = L m di dt L m I T C

26 Utilizzo di SPD (Surge Protection Devices) Campo di impiego Su linee aeree di bassa tensione. Sopportano la corrente di fulmine All arrivo delle linee di energia. Sopportano la corrente di fulmine Linee di energia secondarie e di segnale. Installazione all interno delle apparecchiature da proteggere. Forma d onda di prova Codifica IEC Codifica DIN - - A 10/350 µs I B 8/20 µs II C 8/20 µs III D

27 Sistema fotovoltaico e fulminazione diretta della struttura

28 Esempio di posizionamento non corretto degli SPD

29 Grazie e buon lavoro Torna al programma

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