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Protezione impianto fotovoltaico: ecco i dispositivi

Protezione impianto fotovoltaico
Nozioni sul fotovoltaico
Aggiornato il 24. marzo 2023
8 min. Tempo di lettura
Jakob_Sossi
Jakob Sossi

Quando si parla di impianti fotovoltaici si parla fondamentalmente di impianti elettrici. Come potrete immaginare, tutti gli impianti elettrici necessitano di vari dispositivi di sicurezza, alcuni obbligatori e alcuni fortemente consigliati. Stessa cosa vale per la protezione di un impianto fotovoltaico.

Se ti interessa la tematica, ma hai ancora dei dubbi sulle questioni elettriche basilari, puoi consultare l'articolo dove approfondiamo i concetti di corrente e tensione o quello in cui spieghiamo la differenza tra rete monofase e trifase. In questo blog, invece, conoscerai i dispositivi di sicurezza fondamentali di un impianto fotovoltaico residenziale.

L’interruttore magnetotermico

Questo dispositivo è forse il componente più diffuso e per certi versi più importante in un qualsiasi impianto elettrico. Ma cosa si cela dietro un nome così altisonante?

Questo dispositivo svolge tre funzioni diverse. La prima, la più semplice, è che svolge la funzione di interruttore elettrico. Infatti, la levetta presente sul corpo del dispositivo può essere abbassata o alzata manualmente per alimentare o disalimentare un circuito elettrico. La defezione magnetotermico nasconde un altro significato. Infatti, questo tipo di interruttore protegge l’impianto elettrico sia da sovracorrenti che da cortocircuito.

Ma cosa significano questi due termini?

Protezione da sovracorrente e cortocircuito

Facciamo un po’ di esempi pratici. Quando si accendono contemporaneamente l’asciugacapelli e il forno per cucinare l’arrosto può succedere che dopo un po’ di tempo salti la corrente. Questo capita perché il magnetotermico si accorge della corrente troppo elevata assorbita dai carichi in casa e dopo un po’ di tempo si sgancia per proteggere i cavi.

Perché lo fa? Se l’interruttore è stato scelto in modo corretto, quindi con la corrente massima sopportabile pari alla corrente massima del contatore dell’abitazione, si sgancia quando la corrente che viene assorbita dalle utenze supera per qualche minuto quella consentita.

Questo impedisce di danneggiare i cavi elettrici, i quali, se sottoposti per troppo tempo a una corrente troppo elevata, potrebbero arrecare dei danni alla guaina di isolamento che li avvolge. Questa però è solo una delle due funzioni di questo dispositivo. 

Infatti, se malauguratamente due fili elettrici di un qualsiasi elettrodomestico avessero l’isolamento danneggiato e andassero a toccarsi l’uno con l’altro avremmo un cortocircuito diretto. In questo caso la corrente che fluirà tra i due fili tenderà all’infinito e porterebbe all'innesco di un incendio viste le elevate temperature in gioco nel punto del cortocircuito.

Fortunatamente, appena l’interruttore magnetotermico si accorge che la corrente che gli sta passando attraverso tende a crescere in modo esponenziale, si sgancia automaticamente, proteggendo il dispositivo e l’abitazione da un eventuale incendio.

L’interruttore differenziale

Già dalla definizione si capisce che si tratta sempre di un interruttore che può essere aperto o chiuso anche manualmente. Anche in questo caso non è questa la sua funzione principale. Se prima abbiamo parlato di come l’interruttore magnetotermico protegga sia i dispositivi elettrici, sia il circuito elettrico dell’abitazione da eventuali guasti, non abbiamo mai parlato dei dispositivi che proteggono le persone.

A questo punto ci viene in soccorso il cosiddetto “differenziale”. Qual è la sua funzione? Ipotizziamo che la lavatrice abbia un guasto di dispersione elettrica e che abbia elettrificato la carcassa della stessa. Se toccassimo la lavatrice, una piccola frazione di corrente passerebbe attraverso il nostro corpo mettendo in grave pericolo la nostra incolumità. Questa corrente sarebbe troppo piccola per far scattare il magnetotermico di cui abbiamo parlato precedentemente; quindi, il rischio che la persona resti “attaccata” alla lavatrice è elevato.

Per fortuna c’è l’interruttore differenziale. Questo dispositivo è in grado di leggere la corrente che esce verso un dispositivo elettrico e quella che ritorna. Se, anche solo per una quantità minima di corrente non tornasse dal dispositivo verso l’interruttore, perché per esempio sta passando attraverso il corpo di qualcuno, il differenziale si sgancia, salvaguardando l’incolumità della persona. Un bel sollievo sapere che c’è un differenziale che ci protegge a casa nostra, vero?

Hager
Interruttore differenziale Hager corrente residua 40A, 4 poli, 30 mA, tipo A

Qual è la differenza tra magnetotermico e salvavita? 

Quando si parla di protezione elettrica dell’abitazione sentiamo parlare  spesso del salvavita. Cosa rappresenta questa definizione? È un termine gergale e indica un unico interruttore che combina entrambe le funzioni, ovvero il magnetotermico (per le sovracorrenti) e il differenziale per le dispersioni elettriche.

Viene utilizzato in ambito residenziale perché così si risparmiano spazio e denaro, trattandosi di un dispositivo unico che svolge due funzioni. Solitamente, viene istallato subito dopo il contatore generale. Ecco spiegata la differenza tra salvavita e magnetotermico.

Lo scaricatore di sovratensione

Gli scaricatori di sovratensione, chiamati anche SPD (Surge Protection Device) sono l’arma più efficace per la protezione dei dispositivi elettrici contro eventuali danni prodotti da fulmini e sovratensioni in generale. Come lo fanno? Il dispositivo è sensibile alla tensione che misura sui cavi. 

Ricordando che la tensione nominale di un’utenza domestica è di 230 V, quando lo scaricatore legge una tensione sui cavi che tende a superare i 250 V, lo SPD connette la linea elettrica dell’impianto direttamente a terra escludendo le utenze.

In questo modo la sovratensione si scarica direttamente a terra e non sui dispositivi. A differenza degli interruttori magnetotermici e differenziali, che sono dispositivi di sicurezza, gli scaricatori sono invece dispositivi di protezione. 

La differenza sta nel fatto che i primi due garantiscono la sicurezza e l’incolumità degli impianti elettrici e delle persone, mentre i secondi sono solo dispositivi di protezione delle singole utenze elettriche.

I fusibili

Fusibili fotovoltaico? I fusibili sono gli antenati più rudimentali degli interruttori magnetotermici per quanto riguarda la loro funzione. Sono dei dispositivi costruiti in modo da interrompere il circuito elettrico nel caso in cui la corrente che scorre attraverso i cavi sia troppo elevata. Come funzionano? Il nome stesso richiama qualcosa che si fonde.

Infatti, il fusibile non è altro che un filo conduttore inserito a monte dell’impianto che si deve proteggere, tarato per sciogliersi nel caso in cui il valore della corrente elettrica superi una certa soglia. Nell’istante in cui il filo si scioglie la corrente non può più passare. In questo modo, i cavi restano disalimentati e si protegge così l’impianto da eventuali danni da sovracorrente. 

Sono dispositivi estremamente economici, con la limitazione che una volta intervenuti, il filo interno al fusibile risulta sciolto e quindi per ripristinare l’impianto si deve provvedere alla sostituzione del fusibile “bruciato” con uno nuovo.

HIS
Fusibile DC 1000V / 12A, 10x38 mm

Conclusione

Ora che abbiamo una panoramica completa sui vari dispositivi di sicurezza e protezione possiamo capire meglio dove vengono posizionati in un impianto fotovoltaico. Come si evince dalla grafica, i fusibili e gli scaricatori di sovratensione vengono posti a monte dell’inverter.

Questo perché il fusibile protegge i moduli da eventuali sovracorrenti, mentre lo scaricatore SPD protegge l'inverter da sovratensioni nel caso un fulmine colpisse i cavi che dal tetto scendono verso l’inverter. Per quanto riguarda la rete domestica, dal lato dell’inverter abbiamo l’interruttore magnetotermico e gli scaricatori.

Il primo ha la funzione fondamentale di isolare l’inverter dalla rete in caso di necessità, i secondi invece hanno la funzione di proteggere l’inverter da sovratensioni provenienti dalla rete. Ultimo, ma non meno importante, abbiamo il cosiddetto salvavita, costituito dall’interruttore differenziale e magnetotermico, che protegge tutto l’impianto della casa.

In breve

  • Protezione impianto fotovoltaico: i dispositivi di sicurezza e protezione elettrica proteggono sia gli apparati elettrici che le persone;
  • Gli interruttori magnetotermici e differenziali sono obbligatori su un impianto elettrico perché sono dispositivi di sicurezza;
  • Obbligo scaricatori di sovratensione fotovoltaico? Gli scaricatori SPD e fusibili non sono obbligatori, ma fortemente consigliati per salvaguardare gli apparati elettrici da eventuali guasti.
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