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IL FUSIBILE PER IL CIRCUITO DC DI UN SISTEMA FOTOVOLTAICO

Quando si ha a che fare con un circuito in corrente continua (DC) ad alta tensione, occorre usare un fusibile di protezione. In commercio si trovano fusibili praticamente di tutte le forme e dimensioni, ed essi possono soddisfare le esigenze di un sistema fotovoltaico. I fusibili si comportano come interruttori di circuiti, in quanto al loro interno è presente un filamento che rimane intatto se non diventa troppo caldo. Se invece attraverso il fusibile passa una corrente tropo alta, il fusibile si surriscalda e fonde, interrompendo quindi il circuito. In tal caso, va sostituito. I fusibili hanno diverse specifiche. La principale a cui occorre fare attenzione è la tensione massima DC che può sopportare. Molti fusibili riportano sia la tensione DC che AC, con valori abbastanza differenti nei due casi. Occorre assicurarsi di usare fusibili con le corrette caratteristiche di tensione DC e corrente quando li si usa sulla parte DC di un impianto fotovoltaico, tipicamente il circuito che fornisce l’energia prodotta dai pannelli.  

LA PROTEZIONE DA SOVRACORRENTI DEI SISTEMI FOTOVOLTAICI

La massima corrente in un circuito di stringa dovrebbe essere il 125% della corrente a corto circuito del pannello (I_sc). I cavi ed i dispositivi di protezione da sovracorrenti devono quindi essere dimensionati al 125% della massima corrente del circuito, cioè a 1,56 x I_sc. Inoltre, gli standard internazionali come l’EN7671 Sez. 712 per gli impianti alimentati da pannelli fotovoltaici stabiliscono che i cavi di tali sistemi devono poter condurre una corrente uguale o più grande di 1,25 x I_sc, dove quest’ultima è misurata a condizioni standard, cioè STC (Standard Test Conditions: radiazione di 1.000 W/mq e temperatura di cella 25°C). Il valore di I_sc è riportato dai produttori di moduli fotovoltaici sui propri datasheet. Tipicamente, il valore di Isc è solo del 110-115% più grande del valore della massima corrente erogata (I_pm) dal pannello fotovoltaico. Ciò significa che i dispositivi per la protezione da sovracorrenti, come i fusibili, devono operare su valori di corrente relativamente bassi, per l’appunto quelli or ora indicati.

DIMENSIONARE I FUSIBILI PER LE SINGOLE STRINGHE

A seconda delle dimensioni dell’impianto fotovoltaico, esso può essere composto da una o più stringhe collegate fra loro in parallelo per fornire maggiore corrente e quindi maggiore potenza. I sistemi fotovoltaici che hanno tre o più stringhe collegate in parallelo necessitano di una protezione per ciascuna stringa, mentre i sistemi che hanno meno di tre stringhe non generano una corrente abbastanza elevata da provocare, in caso di imprevisti, danni ai conduttori o alle apparecchiature, per cui non sussiste un pericolo riguardo la sicurezza, posto che i cavi siano stati correttamente dimensionati. Quando tre o più stringhe sono collegate in parallelo, un fusibile su ciascuna stringa proteggerà i cavi da danni e aiuterà a minimizzare i rischi riguardo la sicurezza. Esso isolerà infatti la stringa danneggiata così che il resto dell’impianto fotovoltaico possa continuare a produrre elettricità. 

I FUSIBILI FOTOVOLTAICI: A COSA SERVONO

I sistemi fotovoltaici sono composti da pannelli fotovoltaici, cavi, fusibili, interruttori, inverter. I moduli fotovoltaici usano l’energia del Sole per produrre una corrente elettrica continua (DC). Questa viene inviata a un inverter che la trasforma in corrente alternata (AC). I fusibili della sezione a corrente continua (DC) dell’impianto fotovoltaico forniscono una protezione da sovracorrente staccando, nel caso, i moduli fotovoltaici dall’inverter. Tali fusibili, quindi, proteggono i pannelli da sovracorrenti inverse e l’inverter da sovracorrenti dirette o indirette dovute, ad esempio, ad un fulmine. I fusibili della sezione a corrente alternata (AC), invece, disconnettono, in caso di necessità, gli inverter dal contatore elettrico. I fusibili possono essere applicati ad entrambi i poli, positivo e negativo, del circuito se in continua e ad entrambi i cavi conduttori di corrente se in alternata. Inoltre, vengono utilizzati fusibili – in genere di tipo “rapido” – appositamente progettati per l’uso nel fotovoltaico, con bassa corrente minima.

GLI SPECIALI FUSIBILI USATI NEL FOTOVOLTAICO

Nei fusibili usati in campo fotovoltaico, le sovracorrenti dovute a guasti possono essere più elevate di quelle normali solo in misura piccola, frazionale, e l’eliminazione di tale livello di sovraccarico è una grossa sfida per un fusibile. Perciò i fusibili per il fotovoltaico necessitano di una bassa corrente minima (I_min). Tale corrente minima è la minima corrente di rottura del fusibile ed è la chiave per reagire a basse sovracorrenti dovute a guasti. Ciò è particolarmente vero durante i periodi di poca luce (mattina presto, sera, nebbia, nuvoloso, etc.). In tali periodi, infatti, l’impianto non produce molta corrente ma un corto circuito può sempre verificarsi, perciò un fusibile con la più bassa I_min possibile risulta desiderabile. Le correnti di corto circuito associate ai pannelli solari non permettono a un fusibile di tipo normale di interrompersi salvando l’impianto. Questa è la principale differenza fra i fusibili per il fotovoltaico e tutti gli altri, perciò tali fusibili hanno richiesto molti anni di ricerca e sviluppo per essere realizzati.

BASI PORTAFUSIBILI USATI NEL FOTOVOLTAICO

Se adesso abbiamo capito come dimensionare i fusibili per il fotovoltaico, dobbiamo prestare attenzione anche alle basi portasusibili che ne esistono di diverse forme e caratteristiche, qui sotto puoi vedere le due immagini delle basi 10×38 e l’altra 22×58