In un’installazione fotovoltaica coesistono due domini elettrici con rischi differenti: il lato DC (moduli e stringhe) e il lato AC (dall’inverter verso il quadro elettrico dell’edificio). Scegliere e coordinare correttamente le protezioni previene i guasti, prolunga la vita dell’impianto e riduce i tempi di fermo. Se desideri un assistente guidato per dimensionare il quadro, utilizza il Configuratore di quadri fotovoltaici.
Mappa rapida delle differenze
| Aspetto | Protezioni in DC | Protezioni in AC |
|---|---|---|
| Zona | Tra moduli, stringhe e ingresso inverter | Dall’inverter al quadro generale |
| Obiettivo | Sezionamento sotto carico, limitazione correnti di ritorno e sovratensioni | Proteggere circuiti, persone e apparecchiature da sovracorrenti e sovratensioni |
| Dispositivi tipici | Sezionatore DC, fusibili gPV per ogni stringa, SPD Tipo 2 DC | Interruttore magnetotermico (MCB), interruttore differenziale (RCD), SPD Tipo 2 AC o combinati |
| Criteri di scelta | Voc e Isc del generatore, numero di stringhe in parallelo, lunghezza dei cavi | Potenza dell’inverter, corrente nominale, Icc disponibile, selettività |
| Rischio chiave | Arco elettrico sostenuto in corrente continua e correnti inverse | Disconnessione selettiva e protezione delle persone |
Comprendere l’impianto prima della selezione
Definisci prima l’architettura. Stringhe in parallelo o MLPE (micro-inverter o ottimizzatori)? Inverter monofase o trifase? Tratte DC corte o lunghe? Queste risposte guidano il tipo e la posizione di ciascuna protezione. Per validare il dimensionamento e generare in pochi minuti la lista materiali, affidati al Configuratore di quadri fotovoltaici.
Protezioni in DC: criteri essenziali
La corrente continua mantiene l’arco una volta innescato. Servono quindi dispositivi certificati per DC con potere di interruzione adeguato alla tensione e all’energia della stringa.
- Sezionatore DC sotto carico: consente l’isolamento per manutenzione o emergenza. Deve interrompere la Voc massima dell’array e la corrente di stringa.
- Fusibili gPV per ogni stringa: impediscono correnti di ritorno in presenza di stringhe in parallelo. Si dimensionano in base a Isc del modulo e ai fattori di temperatura/aggregazione. Installarli su ogni polo se richiesto dal costruttore.
- SPD Tipo 2 DC (scaricatore di sovratensione): limita i transitori che danneggiano inverter e moduli. Installarlo vicino all’inverter; su tratte tetto-locale lunghe, aggiungere SPD anche nel campo FV.
- Cablaggio e connettività: usare connettori fotovoltaici compatibili e pressacavi idonei. Applicare la corretta coppia di serraggio e verificare la tenuta.
- Involucri: scegliere indici IP/IK adeguati a intemperie, UV e polvere. Riservare spazio per dissipazione e instradamento ordinato dei cavi.
Regole pratiche per la DC
- Calcola la Voc a bassa temperatura per verificare la tenuta di sezionatore e SPD.
- Dimensiona i fusibili gPV considerando il caso peggiore di stringhe in parallelo e temperatura.
- Coordina lo SPD DC con la tensione massima del campo, per non stressare i semiconduttori dell’inverter.
- In presenza di LPS o alta esposizione ai fulmini, valuta SPD di categoria superiore a monte edificio.
Protezioni in AC: sicurezza e continuità
Nel lato AC si applicano le protezioni BT standard. Vanno adeguate alla potenza dell’inverter, al sistema di messa a terra e alla corrente di guasto disponibile.
- Interruttore magnetotermico (MCB): protegge la linea di uscita dell’inverter da sovraccarichi e cortocircuiti. Scegliere calibro e potere di interruzione in base all’Icc nel punto di installazione.
- Interruttore differenziale (RCD): protezione delle persone contro i contatti indiretti.
- Tipo A: scelta comune per correnti residue alternate e pulsanti.
- Tipo F: indicato dove la corrente residua può includere AC fino a 1 kHz e componenti pulsanti.
- Tipo B: può essere richiesto in base alla topologia dell’inverter, con componenti residue AC fino a 1 kHz, pulsanti e DC pura.
- SPD Tipo 2 AC: protegge da sovratensioni transitorie dovute a:
- Manovre sulla rete pubblica
- Commutazioni di carichi
- Fulminazioni indirette
- SPD Tipo 2 DC: protegge circuiti ed elettroniche da transitori dovuti a:
- Manovre elettriche
- Commutazioni di carichi induttivi
- Fulminazioni indirette
- Selettività: un guasto sul ramo FV non deve far intervenire le protezioni a monte. Regolare curve e calibri, verificare le impedenze.
Coordinamento DC–AC intorno all’inverter
L’inverter è il punto nevralgico. Coordina i suoi limiti di tensione, corrente ed energia di sovratensione con i dispositivi nel quadro.
- In DC, lo SPD deve limitare a un livello tollerabile dall’elettronica di potenza dell’inverter.
- In AC, l’MCB non deve intervenire per spunti brevi. Scegli curva e calibro adeguati.
- L’RCD selezionato deve essere compatibile con la topologia di conversione per evitare interventi intempestivi.
Casi d’uso e buone pratiche
Autoconsumo residenziale 1–5 kW
Stringhe corte, inverter monofase e quadro compatto. Sezionatore DC con fusibili gPV e SPD DC vicino all’inverter. In AC, MCB dedicato, RCD di tipo A (o secondo indicazioni del costruttore) e SPD AC nel quadro di abitazione.
Terziario leggero 10–50 kW
Più stringhe in parallelo, tratte lunghe e spesso inverter trifase. Fusibili gPV coordinati, sezionatore DC con potere di interruzione adeguato e SPD DC sia all’inverter sia, se necessario, nel campo. In AC, selettività a gradini, poteri di interruzione elevati e SPD AC ben coordinati.
Micro-inverter o ottimizzatori
Con i micro-inverter la parte DC è molto corta e a livello di modulo; la maggior parte delle protezioni si sposta in AC su ciascuna diramazione. Con ottimizzatori può rimanere un bus DC: mantenere sezionamento, fusibili e SPD DC in base al progetto.
Checklist di selezione
- Definisci numero di stringhe, Isc e Voc dell’array alle condizioni di temperatura estrema.
- Scegli fusibili gPV per stringa e conferma curva e potere di interruzione.
- Seleziona un sezionatore DC con categoria d’impiego e tensione idonee.
- Aggiungi SPD Tipo 2 DC; valuta un dispositivo addizionale nel campo per tratte lunghe.
- In AC, imposta l’MCB in base alla corrente dell’inverter e all’Icc disponibile.
- Determina l’RCD compatibile (Tipo A, F o B secondo la scheda tecnica dell’inverter).
- Inserisci uno SPD Tipo 2 AC coordinato con l’eventuale SPD a monte.
- Verifica IP/IK dell’involucro e lo spazio per dissipazione e cablaggio.
- Documenta schemi, etichettatura e messa a terra.
Parametri chiave e regole rapide
| Elemento | Cosa verificare | Regola pratica |
|---|---|---|
| Fusibile gPV | Isc del modulo e numero di stringhe in parallelo | Dimensiona da Isc·k (temperatura e ritorno). Uno per stringa. |
| Sezionatore DC | Voc a bassa temperatura e corrente di stringa | Interruzione sotto carico con margine sulla Voc massima. |
| SPD DC | Tensione del campo e livello di protezione ammesso dall’inverter | Tipo 2 DC vicino all’inverter; aggiungi nel campo per tratte lunghe. |
| MCB AC | Corrente nominale dell’inverter e Icc | Scegli curva e potere di interruzione adatti al punto d’installazione. |
| RCD | Topologia dell’inverter e armoniche | Tipo A come base; Tipo F o B secondo le indicazioni del costruttore. |
| SPD AC | Coordinamento con lo SPD a monte | Tipo 2 AC nel quadro dove l’inverter inietta energia. |
Errori comuni e come evitarli
- Usare apparecchi AC in DC: l’arco non si estingue allo stesso modo, con rischio di surriscaldamento o esplosione. Impiegare sezionatori e SPD specifici per DC.
- Fusibili sottodimensionati: ricontrollare Isc, temperatura e numero di stringhe in parallelo.
- Scarsa coordinazione degli SPD: assicurare livelli di protezione compatibili con l’elettronica dell’inverter.
- Assenza di punto di sezionamento visibile: essenziale per operare in sicurezza e diagnosticare rapidamente.
- Connettori incompatibili: mescolare marche può causare surriscaldamenti. Usare connettori PV certificati e compatibili.
Normativa e documentazione
I requisiti variano in base a ubicazione, schema di terra, esposizione ai fulmini e tipologia di copertura. Consulta e registra. Mantieni aggiornati disegni, calcoli delle protezioni e protocollo di collaudo. Per una panoramica dei quadri normativi, vedi Direttive e regolamenti. Per gli obblighi ambientali e la fine vita delle apparecchiature, consulta Legislazione ambientale.
Integrazione nel quadro: ordine, sicurezza e manutenzione
Un quadro ben organizzato semplifica la diagnostica e riduce i tempi d’intervento. Lascia riserva per future espansioni. Separa i percorsi DC e AC all’interno dell’involucro. Rispetta i raggi di curvatura e instrada i cavi per non sollecitare i connettori.
- Etichetta poli, stringhe, tensioni e direzione del flusso di energia.
- Separa fisicamente DC e AC con barriere o setti interni quando possibile.
- Usa pressacavi con tenuta idonea all’esterno.
- Prevedi un punto di sezionamento accessibile per le emergenze.
Impatto di accumulo ed EV
Se il sistema include batterie, la sezione DC richiede protezioni aggiuntive: sezionamento e fusibili adeguati a chimica e tensione del banco, oltre a SPD se le tratte sono lunghe. Per la ricarica di veicoli elettrici, verificare la selettività in AC e il coordinamento degli RCD tra punto di ricarica e inverter per evitare scatti indesiderati.
Costo totale di proprietà e diagnosi
Una protezione corretta previene guasti precoci e sostituzioni a catena. Uno SPD ben coordinato costa molto meno dell’elettronica di potenza. Un sezionamento chiaro riduce le ore di manodopera. Standardizza le referenze e genera documentazione omogenea per installazione e assistenza post-vendita.
Flusso di lavoro consigliato
- Raccogli i dati dell’array: Voc, Isc, numero di moduli e stringhe.
- Definisci posizione e lunghezza delle tratte DC e AC.
- Seleziona fusibili gPV, sezionatore DC e SPD DC.
- Imposta MCB, RCD e SPD AC in base alla potenza e all’Icc.
- Scegli un involucro con IP/IK idonei e spazio disponibile.
- Documenta ed etichetta.
Questo flusso è integrato nel Configuratore di quadri fotovoltaici. Se conosci già i codici, velocizza l’ordine con il Pianificatore di progetti per referenze.
Domande frequenti
Quando serve un RCD di tipo B?
Quando richiesto dal costruttore dell’inverter in funzione delle caratteristiche dell’impianto e della possibile presenza di correnti residue comprendenti AC fino a 1 kHz, componenti pulsanti e DC pura. Attenersi sempre alla scheda tecnica del dispositivo.
SPD di Tipo 1 o Tipo 2?
Nella maggior parte degli impianti in autoconsumo senza protezione esterna contro i fulmini, il Tipo 2 è lo standard sia in DC sia in AC. Se l’edificio dispone di LPS o presenta elevata esposizione, valutare SPD di categoria superiore a monte e coordinarli con i Tipo 2 a valle.
Cosa cambia con i micro-inverter?
Le protezioni si concentrano sull’AC. La sezione DC è molto breve e a livello di modulo. Mantieni SPD AC e selettività. Segui le istruzioni del produttore dei micro-inverter.
Come ridurre gli scatti intempestivi?
Coordina le curve degli MCB, scegli un RCD compatibile con la topologia dell’inverter e valuta le armoniche. Separa i riferimenti di terra DC e AC e migliora l’impianto di terra se necessario.
Conclusione e prossimo passo
Un FV affidabile nasce da protezioni DC e AC correttamente dimensionate, coordinate e documentate. Usa dispositivi certificati per ciascun lato, posizionali dove apportano più valore e progetta pensando alla manutenzione. Per semplificare la selezione e generare una lista materiali pronta per il cliente, utilizza il Configuratore di quadri fotovoltaici. Quando le referenze sono definite, completa il processo con il Pianificatore di progetti per referenze.
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