Page 15 - Attualità Elettrotecnica Novembre Dicembre 2019

Figura 2 - L’inverter trasforma la tensione continua in ingresso (verde) in tensione di clock (grigio) che viene attenuata tra l’altro con l’aiuto di condensatori. Il valore istantaneo della risultante tensione sinusoidale (blu) dipende dal tempo per il quale uDC rimane applicata: maggiore è la durata di applicazione di uDC, più alta
è la tensione risultante. Il filtro riduce i segmenti della tensione con frequenze oltre i 150 kHz.
Figura 3 - La tensione di uscita sinusoidale (blu) è sovrapposta a ripetuti pic- chi di tensione (grigio) la cui ampiezza può corrispondere alla tensione foto- voltaica (vedasi curva verde in figura 2). I picchi di tensione compaiono alla tensione di clock dell’elettronica di potenza dell’inverter
e si sommano al valore istantaneo della tensione di uscita sinusoidale.
In queste applicazioni, l’SPD esercita ma sen- za essere influenzato dai ripetitivi picchi di tensione, evitando con ciò il proprio prematu- ro l’invecchiamento.
Inverter fotovoltaici
e protezione contro
le sovratensioni: si, funziona
Nel range delle frequenze di clock, le emissio- ni elettromagnetiche non sono regolate da normative. Ridurle sarà, nella maggior parte dei casi, difficile o economicamente privo di senso. Tuttavia, in queste applicazioni, i de- scritti dispositivi di protezione contro le sovra- tensioni possono essere impiegati senza pro- blemi. Per completare la protezione, anche il lato fotovoltaico dell’inverter dovrebbe essere dotato di SPD.
Figura 4 - In impianti con linea fotovoltaica messa a terra (in questo caso è presente la linea trat- teggiata) la linea DC ed il lato AC utilizzano la stessa terra. Con questo accoppiamento, i picchi di tensione in uscita potrebbero salire fino al livello della piena tensione fotovoltaica, soggetti quindi alla protezione contro le sovratensioni AC.
se possibili viene selezionata una tensione fo- tovoltaica elevata, vale a dire ≥ 1000 V DC. A seconda della messa a terra dell’impianto FV e della topologia dell’inverter, sulla tensione di uscita possono verificarsi ripetuti picchi di ten- sione. Ne sono soggetti soprattutto inverter FV senza isolamento galvanico, quindi senza tra- sformatore, perché non vi è il suo effetto atte- nuante. In combinazione con un sistema foto- voltaico con cavo DC messo a terra, ad esem- pio con moduli a film sottile, alla tensione di uscita sinusoidale dell’inverter si sovrappongo- no picchi di tensione la cui ampiezza può corri- spondere alla piena tensione fotovoltaica. Il maggior valore istantaneo della tensione di uscita può corrispondere anche al picco della tensione di uscita sinusoidale (L-PE) più la ten- sione DC con temporizzazione dell’impianto fo- tovoltaico. In combinazione con un sistema fo- tovoltaico senza linea DC messa a terra, l’am- piezza dei picchi di tensione può corrisponde- re a metà della tensione DC, a causa di una
“messa a terra indiretta” delle linee DC in segui- to ad effetti capacitivi - ad esempio linee lun- ghe, filtri DC o protezione da sovratensioni.
Soluzioni per la protezione contro le sovratensioni
Con una tensione fotovoltaica di 1000 V DC ed una tensione di uscita di 230/400 V risulta un valore di picco (L-PE) fino a 1.324 V in impian- ticonlineaDCmessaaterraefinoa824Vin impianti senza linea DC messa a terra. In que- sti casi, uno scaricatore di sovratensione con una tensione di risposta dinamica di almeno 1,5 kV può essere utilizzato senza problemi. In impianti più potenti con tensioni fotovoltai- che di 1500 V DC e tensioni di uscita di 400/690, anche i picchi (L-PE) salgono fino a valori di 2123 V in impianti con linea DC mes- sa a terra e fino a 1373 V in impianti senza li- nea DC messa a terra. Per tali applicazioni ri- sulta adatto uno scaricatore avente una ten- sione di risposta dinamica di almeno 2,2 kV.
Riferimento Normativo
EN 61000-6-3:2007/A1:2011 – Compatibilità elettromagnetica (EMC) — Parte 6-3: Norme gene- riche - Emissione per gli ambienti residenziali, commerciali e dell’in- dustria leggera
EN 61000-6-4:2007/A1:2011 – Compatibilità elettromagnetica (EMC) — Parte 6-4: Norme gene- riche - Emissione per gli ambienti industriali
attualità elettrotecnica - novembre/dicembre 2019 - numero 9
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Protezione contro le sovratensioni su misura - perché è opportuna? L’impiego di una apposita protezione contro le sovratensioni sull’inverter
• offre una protezione affidabile e di lungo ter- mine;
• riduce la manutenzione non programmata; • diminuisce il rischio di interruzione;
• riduce perdite e consente il risparmio sui co-
sti operativi.