Informazione tecnica

Riso-UIT123722 Versione 2.2 1/5

ContenutoGli impianti fotovoltaici con inverter privi di trasformatore non sono isolati elettricamente dalla rete durante il processo di immissione. La norma DIN VDE 0126-1-1 stabilisce un limite minimo di isolamento per il collegamento alla rete. Nell'elaborazione degli standard, il valore limite definito per questo tipo di impianti fotovoltaici è stato orientato alle normative di installazione vigenti (per esempio 1 k Ω /V). Al momento dell'elaborazione degli standard, le potenzialità tipiche degli impianti fotovoltaici erano decisamente inferiori a quelle odierne. L'aumento delle dimensioni di un impianto fotovoltaici, l'estensione della superficie del generatore e il collegamento in parallelo di molti moduli determinano una riduzione crescente della resistenza di isolamento (Riso). Ne consegue che, malgrado il perfetto funzionamento di tutti i componenti, all'inverter non sia consentito collegarsi alla rete a causa di un valore troppo basso della resistenza di isolamento dell'intero impianto fotovoltaici.

Resistenza di isolamento (Riso) di impiantifotovoltaici non isolati elettricamentecon SUNNY MINI CENTRAL 9000TL/10000TL/11000TL

Informazione tecnica Che cosa si intende con Riso?

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SMA Solar Technology AG ha elaborato, in collaborazione con l'Associazione di categoria tedesca, una soluzione che tiene conto della resistenza di isolamento più bassa di impianti fotovoltaici di grandi dimensioni. Tale soluzione soddisfa inoltre l'obiettivo di protezione della norma, ossia l'individuazione di difetti di isolamento.

1  Che cosa si intende con Riso?Ogni impianto fotovoltaici presenta sia prima del collegamento alla rete che durante il processo di immissione un potenziale differente rispetto alla terra. Solo un isolamento adeguato rispetto alla terra impedisce alle correnti provenienti dall'impianto fotovoltaici di riversarsi a terra, escludendo il pericolo in caso di contatto e ulteriori perdite. La corrente totale di dispersione verso terra, detta anche corrente di fuga, è la somma dei valori di dispersione dei singoli componenti dell'impianto:

• Moduli fotovoltaici• Cavo CC• Inverter

Se la tensione del sistema è nota, è possibile convertire tale valore di corrente di fuga nella resistenza di isolamento effettiva, denominata Riso.

Informazione tecnica Differenza rispetto ad altri fenomeni

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Non essendo isolati elettricamente dalla rete, per gli inverter privi di trasformatore non è possibile misurare costantemente il valore Riso durante il funzionamento. Per gli inverter non dotati di trasformatore è pertanto necessario misurare il valore Riso prima di ogni collegamento alla rete e sorvegliare la corrente di guasto durante il funzionamento.

2  Differenza rispetto ad altri fenomeniLa misurazione del valore Riso non deve essere confusa con la problematica delle correnti disperse capacitive (vedere Informazioni Tecniche "Correnti di dispersione capacitiva" sul sito www.SMA-Italia.com). Il presupposto di tali correnti è la reazione della frequenza di rete sull'impianto fotovoltaici. Le correnti disperse capacitive intervengono pertanto solo durante il funzionamento. La misurazione del valore Riso ha luogo tuttavia già prima del collegamento alla rete. Durante il funzionamento le correnti di guasto vengono controllate dal dispositivo di controllo sensibile a tutte le correnti (RCMU). Si tratta pertanto di due fenomeni differenti.

3  Valori prescritti dalle norme per RisoPer Riso si applicano le seguenti norme:

• Per moduli fotovoltaici (DIN EN 61646; DIN IEC 61215): Per m² di superficie del modulo: Riso > 40 M Ω m²Ciò significa che un modulo fotovoltaici con una superficie di 1 m² deve presentare una resistenza di isolamento di almeno 40 M Ω , mentre per un modulo fotovoltaici con una superficie di 2 m² la resistenza richiesta sarà pari ad un minimo di soli 20 M Ω .

• Per inverter non isolati elettricamente (privi di trasformatore) secondo la norma DIN VDE 0126-1-1: L'inverter, nella sua funzione di cuore di un impianto fotovoltaico, controlla la resistenza di isolamento di tutto l'impianto (tutti i moduli fotovoltaici, cablaggio CC, installazione e inverter). Come menzionato in precedenza, questa funzione è molto importante per gli impianti fotovoltaici non isolati elettricamente dalla rete, poiché un singolo cortocircuito è già in grado di causare danni materiali o lesioni personali. Poiché in tali casi è determinante l'intensità delle correnti, il valore Riso prescritto dipende dalla tensione di ingresso massima dell'inverter. Secondo DIN VDE 0126-1-1: Riso > 1 k Ω /V, ma almeno 500 k Ω .In merito alla resistenza di isolamento degli impianti fotovoltaiki dotati di isolamento elettrico dalla rete, la norma DIN VDE 0126-1-1 non contempla alcuna prescrizione.

Informazione tecnica Riso di più moduli fotovoltaici

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4  Riso di più moduli fotovoltaiciIn un impianto fotovoltaici le resistenze di isolamento di tutti i moduli fotovoltaici di un inverter rappresentano un collegamento in parallelo verso terra e si sommano in modo reciproca:

In caso di moduli fotovoltaici identici tale equazione si semplifica in:

La resistenza complessiva dell'impianto fotovoltaici è inversamente proporzionale al numero dei moduli fotovoltaici collegati.

5  Nuova formula per il valore limite RisoLe precedenti definizioni degli standard non prendono in considerazione fattori di rilievo quali il grado di rendimento dei moduli fotovoltaici o la potenza dell'inverter. Si è cercato, pertanto, a livello nazionale ed internazionale (IEC) di armonizzare negli standard le prescrizioni esistenti in materia di isolamento.SMA Solar Technology AG ha elaborato, in collaborazione con l'Associazione di categoria tedesca, una formula per la resistenza di isolamento, che si discosta dalla norma DIN VDE 0126-1-1. Il nuovo valore limite Riso è inversamente proporzionale alla potenza dell'inverter e corrisponde al valore limite Riso previsto dalle norme DIN EN 61646 e DIN IEC 61215 pari a 40 M Ω m², per un rendimento del modulo pari al 5%: Riso = 2000 k Ω * kW/PCC_INVERTER

L'Associazione di categoria tedesca ha approvato tale valore Riso, in funzione della potenza e divergente dalla norma DIN VDE 0126-1-1, dal momento che soddisfa l'obiettivo di protezione alla base di quest'ultima. Il valore deve corrispondere tuttavia ad almeno 200 k Ω , poiché resistenze di isolamento inferiori potrebbero generare correnti di guasto pericolose. Anche con la nuova regola, non è pertanto possibile escludere sporadiche anomalie, in particolare per gli impianti fotovoltaici di oltre 10 kW e in presenza di ulteriori problemi di isolamento nei cavi e nelle spine.

Conflitto di normePer un impianto tipico fotovoltaici, con tensione di sistema pari a 700 V, lo standard per i moduli fotovoltaici con superficie a partire da circa 60 m² entra in conflitto con lo standard per gli inverter (40 MΩm²/60 m² = 667 kΩ). Anche in caso di operatività perfetta non è possibile raggiungere il valore Riso prescritto. Con un rendimento del modulo pari al 10%, 60 m² corrispondono a soli 6 kW, con un rendimento del 5% ad appena 3 kW.

Informazione tecnica Che cosa è stato misurato finora?

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6  Che cosa è stato misurato finora?L'impianto fotovoltaici è un sistema dotato di molti componenti, che contribuiscono a determinare il valore Riso definito in precedenza. La definizione di tale valore dipende pertanto dall'algoritmo di misurazione e dal collegamento misurato. Inoltre, una tecnica di misurazione integrata deve operare senza dispersioni. Vanno inoltre considerati ulteriori errori di misurazione dovuti alle tolleranze dei componenti elettronici impiegati.Gli inverter del tipo Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL sono dotati di una tecnologia di misurazione molto più sofisticata delle condizioni di test richieste dalla norma e in grado di riconoscere anche i difetti di isolamento difficili da individuare. Per soddisfare il valore limite di 700 k Ω prescritto dalla norma DIN VDE 0126-1-1, finora sono stati forniti apparecchi con un valore limite da 900 k Ω .

7  Che cosa è cambiato?Dal primo dicembre 2010, SMA Solar Technology AG fornisce i Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL con una versione firmware che prevede un valore limite di resistenza di isolamento corrispondente alle nuove condizioni. Su richiesta, per gli inverter forniti precedentemente a tale data, SMA Solar Technology AG mette a disposizione il firmware come aggiornamento gratuito. I nuovi valori limite garantiscono una messa in servizio sicura degli impianti fotovoltaici e consentono di segnalare solo i difetti di isolamento riscontrabili come tali (rottura del modulo, morso di martora).In caso di necessità si prega di rivolgersi al Servizio assistenza tecnica SMA: Service@SMA-Italia.com.

Anche per gli inverter SMA con trasformatore è possibile misurare la resistenza di isolamento. In questo caso tuttavia, dal momento che per l'isolamento elettrico valgono altre norme, viene visualizzato un messaggio di avviso ma non viene impedito il collegamento alla rete.