La tecnologia Sungrow per l’interruzione del circuito di guasto dell’arco elettrico

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Sviluppate dall'azienda nuove linee di prodotto e implementazioni sugli inverter trifase della serie CX per fornire già a bordo il circuito d’interruzione dell’arco elettrico automatico e intelligente.

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Con milioni di installazioni in tutto il mondo, la sicurezza e l’affidabilità degli impianti fotovoltaici diventano sempre più importanti.

Molti impianti hanno i pannelli fotovoltaici posti su coperture di edifici industriali o residenziali e l’arco elettrico in corrente continua è considerata la principale causa d’innesco d’incendio, un fenomeno che sviluppa temperature nell’ordine di migliaia di gradi centigradi.

Un incendio oltre a generare un’ingente perdita economica, mette in serio pericolo la sicurezza sia dell’edificio stesso che delle persone. Per evitare la propagazione del danno occorre in primo luogo interrompere con la massima tempestività il circuito elettrico oggetto del guasto.

I guasti da arco elettrico possono derivare da diverse cause che possono riguardare difetti di prodotto, di progettazione, di esecuzione delle opere oppure possono derivare da cause esterne.

In particolare, sono principalmente provocati da difetti sulle scatole di giunzione dei pannelli fotovoltaici, dall’invecchiamento o corrosione dei connettori, da contatti allentati o mal serrati sin dalla prima messa in opera, da danneggiamenti che coinvolgono l’isolamento dei cablaggi, dall’umidità o da fulminazioni.

Gli standard di sicurezza UL (UL 1699B) negli Usa e NEC (NEC2017) in Canada impongono requisiti obbligatori per la funzione di rilevamento dell’arco elettrico nei sistemi in corrente continua la cui tensione è superiore a 80 V. In Europa tuttavia non esiste attualmente uno standard per il rilevamento dei guasti da arco elettrico per gli inverter.

La norma IEC 63027DC Arc Detection & Interruption in Photovoltaic Power Systems” è in fase di redazione e mira a fornire i requisiti per l’AFCI (Arc-fault circuit interrupter) negli impianti fotovoltaici.

Rilevare l’arco elettrico

In un prossimo futuro, quindi, potrebbe essere necessario il rilevamento di guasti da arco elettrico anche nel nostro continente.

Il fenomeno fisico dell’arco elettrico è rappresentabile da un modello matematico non lineare che varia nel tempo. Questo significa che per rilevare efficacemente un arco elettrico, sono necessari, oltre che dispositivi estremamente precisi, anche algoritmi molto sofisticati.

Nel rilevamento dell’arco elettrico occorre inoltre evitare i falsi allarmi e a maggior ragione i mancati allarmi. Per questo motivo è di fondamentale importanza che l’AFCI sia di assoluta efficacia e in grado di determinare correttamente se intervenire.

Considerato che l’attività manutentiva degli impianti fotovoltaici è sicuramente necessaria ma non sufficiente a scongiurare questo possibile evento, Sungrow vuole offrire ai propri clienti una soluzione al problema già integrata nei propri inverter.

La soluzione Sungrow

In seguito ad approfondite analisi svolte dal dipartimento R&D di Sungrow (il 40% del personale è dedicato a questo importante reparto) sono state sviluppate nuove linee di prodotto e implementazioni sugli inverter trifase della serie CX per fornire già a bordo il circuito d’interruzione dell’arco elettrico automatico e intelligente.

Questa funzione conferisce alla macchina la capacità di rilevare e distinguere archi non pericolosi (come l’arco di manovra) da archi pericolosi, appunto di guasto, e interrompere il circuito in tempo in seguito alla rilevazione del problema.

Ciò aiuta ad aumentare la sicurezza delle persone, a proteggere le apparecchiature e a prevenire danni strutturali agli edifici sulle cui coperture sono installati impianti fotovoltaici.

Per la verifica dell’arco elettrico, Sungrow adotta tre livelli di rilevamento e due algoritmi di controllo ad anello chiuso. In questo modo l’attività di diagnosi è stabilizzata, resa altamente flessibile e adattata alle mutevoli condizioni al contorno.

I circuiti di rilevamento osservano la componente continua e la componente ad alta frequenza della corrente derivante dal campo fotovoltaico.

Il circuito aritmetico esegue, invece, la completa operazione di estrapolazione dei valori che caratterizzano l’arco elettrico rilevato e li confronta con campioni preimpostati al fine di determinare se si sia in presenza di un arco elettrico potenzialmente pericoloso o meno.

L’algoritmo, tra l’altro, tiene in considerazione la temperatura ambiente, aspetto molto importante per contestualizzare tutte le misure da essa dipendenti. In questo modo il processo d’identificazione dell’arco elettrico risulta corretto e preciso sull’intero range di temperatura di lavoro.

L’abilitazione di questa funzione è facile, veloce ed eseguibile direttamente da parte dell’installatore in pochissimi passi e senza necessità di strumentazione alcuna se non il proprio smartphone o tablet.

L’operazione potrà essere eseguita durante il commissioning o anche in un successivo momento ed è naturalmente revocabile all’occorrenza sempre in totale autonomia da parte dell’installatore.

Una volta attivata la funzione di rilevamento dell’arco elettrico, direttamente tramite iSolarCloud , l’App gratuita per setup e monitoraggio di Sungrow, allo scatenarsi dell’evento l’inverter identificherà il guasto e interromperà il circuito in meno di 200 ms.

L’inverter resetterà l’allarme dopo 5 minuti e si riavvierà automaticamente. Se l’arco elettrico dovesse venire nuovamente rilevato, l’inverter interromperà un’altra volta il circuito e tornerà a riavviarsi. Questo intervento di sicurezza potrà avvenire automaticamente fino a cinque volte, dopo di che sarà necessaria una riattivazione manuale della macchina.

La nuova generazione degli inverter trifase della serie CX (SG33CX, SG40CX, SG50CX) già in arrivo sul mercato, come detto, verrà fornita con l’AFCI integrato di serie e verrà inoltre corredata di protezione da sovratensione lato continua di tipo I+II.

I punti di forza di Sungrow

Per Sungrow la sicurezza è di fondamentale importanza e le dotazioni di serie dei propri inverter ne sono una prova. Non in secondo piano sono l’affidabilità e la semplicità di installazione.

Gli inverter Sungrow sono prodotti dall’unico costruttore valutato 100% bancabile da BloombergNEF e per il secondo anno consecutivo. Solidità finanziaria e presenza storica sul mercato delle fonti rinnovabili che è stata possibile grazie a inverter che hanno dimostrato una funzionalità di lunga durata.

Proprio per queste caratteristiche di prodotto, Sungrow offre ai propri clienti un servizio di estensione di garanzia per gli inverter di taglia superiore a 20 kW, ad esempio, dal 6° al 10° anno con prezzi estremamente contenuti.

La notevole capacità produttiva di Sungrow, spiegano dall’azienda, consente ai clienti di avere accesso ad inverter di ultima generazione “ad un impareggiabile rapporto qualità/prezzo”.

Articolo curato da Luca Montanari, Sales Engineer Italy – Sungrow (nella foto)

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