Interruttore solare: una parte essenziale dell'impianto fotovoltaico

La scelta di un interruttore solare è facile da trascurare in un impianto fotovoltaico e occorre dedicare tempo alla scelta della soluzione giusta. Se l'interruttore automatico per l'impianto solare non è appropriato, può causare frequenti interruzioni delle apparecchiature, danni da surriscaldamento e persino incendi del sistema.

Pertanto, in questo post ci concentreremo sull'interruttore solare, da come funziona a come sceglierlo. È inoltre possibile conoscere le differenze tra gli interruttori solari e i fusibili. Continuate a scorrere.

Che cos'è l'interruttore solare?

Un interruttore solare protegge l'utente intervenendo e interrompendo l'alimentazione del carico in caso di errore. Gli interruttori per impianti solari sono utilizzati principalmente per commutare vari tipi di carichi. Isolamento del trasformatore inverter richiedono un interruttore o un sezionatore solare bipolare in corrente continua con un valore nominale pari a 1,25 volte la corrente di cortocircuito (Isc) del campo fotovoltaico e a 1,2 volte la tensione a circuito aperto (Voc).

Gli interruttori automatici per l'energia solare sono una parte importante dell'impianto fotovoltaico. Tra la corrente continua e la corrente alternata, fungono da barriera. La barriera tra il pannello e la corrente alternata è necessaria per l'installazione e la manutenzione ordinaria. La protezione elettrica richiede l'uso di interruttori solari.

Poiché gli alternatori possono continuare a funzionare anche se si guastano, gli interruttori solari sono fondamentali. Se utilizzati, possono richiedere meno manutenzione, sono più affidabili e hanno un tasso di guasti inferiore. Per capire meglio perché gli interruttori solari sono così importanti per i sistemi solari, questo blog cercherà di farlo. Gli interruttori per impianti solari sono necessari per garantire la qualità e la durata dei pannelli fotovoltaici.

Come funziona l'interruttore automatico per l'energia solare?

Meccanismo di protezione termica

Una domanda fondamentale è: come funziona effettivamente un interruttore solare CC? Gli interruttori solari CC utilizzano metodi di protezione sia termici che magnetici.

Con la protezione termica, l'interruttore solare scatta se viene superata la corrente nominale. Quando viene generato più calore, i contatti bimetallici si riscaldano e si espandono. La protezione termica interviene in caso di sovraccarico di corrente.

Protezione magnetica negli interruttori solari CC

In presenza di una protezione magnetica nell'interruttore solare CC, l'interruttore interverrà quando la corrente di guasto è presente in grandi quantità. Gli interruttori solari DC hanno la capacità di interrompere le correnti di guasto anche allo stadio più alto. Le protezioni magnetiche degli interruttori solari CC sono importanti perché impediscono cortocircuiti e altri guasti.

Importanza nei sistemi di pannelli solari e veicoli elettrici

Soprattutto in risposta agli impianti con pannelli solari fotovoltaici installati, gli interruttori solari sono fondamentali. Il circuito del pannello solare è la parte più costosa dell'impianto. Pertanto, è molto importante proteggerlo per mezzo di interruttori solari. Tutti i circuiti del pannello solare fotovoltaico sono collegati al combinatore. Inoltre, gli interruttori solari proteggono i circuiti e i pannelli.

La radiazione solare ricevuta dai pannelli solari fotovoltaici può essere convertita in corrente continua. Gli interruttori solari in corrente continua sono essenziali per gli impianti fotovoltaici. Anche un piccolo disguido può costare una fortuna. Nel caso dei veicoli elettrici, le loro batterie vengono caricate con l'aiuto di stazioni di ricarica per veicoli elettrici. In questo caso, il sistema è coerente con la corrente continua. Pertanto, gli interruttori solari CC devono essere installati in questi sistemi per evitare incidenti.

I pannelli solari fotovoltaici e i veicoli elettrici funzionano bene insieme perché si occupano principalmente di corrente continua. Inoltre, la conversione della corrente continua in corrente alternata non è obbligatoria. Gli interruttori solari in corrente continua facilitano il controllo dei sistemi di automazione. In questo modo possono fornire una risposta rapida.

Come applicare l'interruttore solare? 

I proprietari di pannelli solari possono utilizzare la corrente continua nelle loro case per diversi scopi. In questi casi, è necessario un interruttore solare CC per la schermatura. È necessario sviluppare molte soluzioni diverse. Inoltre, è necessario predisporre una scatola di fusibili separata che contenga molti interruttori solari per l'alimentazione CA e CC. Gli interruttori solari hanno la capacità di controllare la direzione della corrente.
Pertanto, i cambiamenti di direzione accidentali o intenzionali possono sollevare problemi di sicurezza e danneggiare le celle solari. Le luci a LED possono essere alimentate con diodi luminosi. Tuttavia, questa funzione può essere svolta solo in presenza di una corrente continua.

Interruttore solare VS fusibile

La differenza principale tra un interruttore solare e un fusibile è che un interruttore solare interrompe meccanicamente il collegamento quando il carico elettrico supera la fonte di alimentazione. In questo modo si evitano incendi e altri problemi alle apparecchiature collegate. D'altra parte, se la corrente in ingresso è superiore alla corrente richiesta, il fusibile impedisce il danneggiamento del dispositivo in questione.

Riutilizzabilità 

Se la corrente in ingresso è superiore a quella richiesta dal dispositivo, il fusibile si brucia ma poi non può più essere utilizzato. Gli interruttori solari, invece, funzionano con un intervento meccanico e tagliano le connessioni. Possono essere facilmente riaperti, consentendo molteplici utilizzi. 

Principi di funzionamento 

I fusibili utilizzano materiali conduttivi e, quando la corrente supera il livello richiesto, le loro proprietà elettriche e termiche vengono compromesse, mentre gli interruttori solari interrompono il collegamento elettromagneticamente. 

Tempo di risposta 

Il tempo di risposta dei fusibili è di 0,002 secondi, mentre quello degli interruttori solari è compreso tra 0,02 e 0,05 secondi. A causa della velocità di fusione dei fusibili metallici, i fusibili hanno un vantaggio rispetto agli interruttori solari perché interrompono più rapidamente il flusso di corrente. Tuttavia, a causa di questo processo di fusione, il fusibile deve essere sostituito. Quando il circuito è scollegato, è sufficiente ripristinare l'interruttore solare per il solare.

Costo

I costi di installazione e manutenzione sono i fattori principali da considerare quando si sceglie un impianto elettrico per una casa. L'installazione di un interruttore solare in casa può essere costosa. Questo perché i componenti dell'interruttore solare sono costosi e il sistema è complesso. Un altro fattore importante è il tempo necessario a un interruttore solare per reagire a un picco di utilizzo dell'elettricità in casa. Durante le sovratensioni, le apparecchiature elettriche possono essere danneggiate perché gli interruttori solari non reagiscono alle sovratensioni per alcuni minuti. Inoltre, i fusibili possono fornire un livello di protezione più elevato, in quanto possono interrompere il flusso di energia quasi istantaneamente. Tuttavia, un interruttore automatico per l'energia solare può comunque offrire una buona protezione e un interruttore automatico per l'energia solare è progettato per gestire le esigenze specifiche dei sistemi a energia solare.

Applicazione

I diversi utilizzi degli interruttori solari e dei fusibili sono un altro fattore importante da considerare. Ad esempio, i fusibili sono tipicamente utilizzati in case con carichi elettrici moderati e dispositivi elettronici a basso consumo di corrente. Gli interruttori solari, invece, sono utilizzati per motori e altri macchinari pesanti che consumano molta elettricità. Questo è un fattore importante da considerare per gli edifici in cui l'aumento del carico elettrico può superare un sistema di fusibili tradizionale. Un interruttore solare protegge l'intera abitazione, non solo una o due apparecchiature elettroniche. I fusibili coprono solo alcuni dispositivi, non l'intera casa o appartamento. Questo aspetto è fondamentale nella scelta di una scatola di fusibili e di un interruttore solare per l'energia solare.

L'interruttore solare indica il suo stato di funzionamento e se deve essere sottoposto a manutenzione. I fusibili, invece, non mostrano il loro stato di funzionamento.

Protezione 

Gli interruttori solari proteggono le abitazioni e le apparecchiature da sovraccarichi e cortocircuiti, mentre i fusibili possono gestire solo i sovraccarichi. È una differenza importante da tenere presente al momento della scelta.

Come calcolare gli interruttori solari in Solar PV Sistema?

La corrente di uscita continua massima dell'inverter viene moltiplicata per questo fattore.

Ad esempio, 30A x 1,25 = 37,5A

Arrotondare la dimensione nominale determinata al punto 1 alla più vicina dimensione comune dell'interruttore solare.

Quindi la formula è semplicemente la corrente di uscita massima dell'inverter moltiplicata per un fattore di sicurezza 125%, arrotondato alla dimensione dell'interruttore più vicina.

Come scegliere un interruttore solare adatto?

Temperatura ambiente intorno al cavo

Nel caso degli impianti fotovoltaici, i cavi vengono solitamente posati all'esterno (impianti all'aperto, impianti a tetto piano, ecc.). In genere si presume che la temperatura ambiente esterna sia superiore alla temperatura di installazione nell'edificio. A causa dell'aumento della temperatura ambiente, il carico di ampacità diminuisce. 

Riscaldamento reciproco degli interruttori solari

Negli impianti fotovoltaici, gli inverter che immettono simultaneamente la corrente massima (simultaneità) sono solitamente collegati anche a interruttori solari adiacenti. Ciò provoca un riscaldamento più rapido dell'interruttore solare, che può portare a un intervento prematuro. Per garantire un'adeguata dissipazione del calore e prevenire l'intervento prematuro, è necessario mantenere ampi spazi tra i singoli interruttori solari.

Per calcolare la perdita di calore, il fattore di correzione è specificato nei dati tecnici dell'interruttore solare. Ad esempio, per una fila di nove dispositivi, questo fattore di correzione può essere specificato come 0,77. Un interruttore solare con una corrente nominale di 50 A si comporterà come se la sua corrente nominale fosse 0,77 x 50 A = 38,5 A.

Se questa corrente è insufficiente, è possibile utilizzare un interruttore solare con una corrente nominale superiore. Ricordare sempre che, a seconda della situazione (senza simultaneità), il fusibile non interviene finché non raggiunge la sua corrente nominale. In questo caso, il cavo di collegamento deve avere una capacità di trasporto della corrente adeguata o deve essere sostituito con un cavo di sezione maggiore.

Un'altra possibilità è quella di aumentare la distanza tra gli interruttori per il solare. In questo modo si dissipa una maggiore quantità di calore e si evita l'intervento accidentale.

Temperatura ambiente sull'interruttore solare 

A causa della simultaneità descritta in precedenza, la quantità di riscaldamento del quadro di distribuzione in cui è installato l'interruttore solare può superare il valore normale di un'installazione convenzionale. Poiché il quadro di distribuzione dell'impianto fotovoltaico è solitamente installato all'aperto, la temperatura del quadro di distribuzione è più elevata. I dati sui fattori di schermatura per questo effetto sono specificati nei dati tecnici dell'interruttore solare.

Tipo di dispositivo collegato

Consultare il manuale di installazione per le caratteristiche appropriate del rispettivo inverter. La funzione di disconnessione del carico dell'interruttore per il solare può essere utilizzata per scollegare l'inverter dalla rete elettrica sotto carico. Gli elementi fusibili a vite, come i fusibili DIAZED o NEOZED, non hanno caratteristiche di disconnessione del carico e possono quindi essere utilizzati come protezione dei cavi, ma non devono essere utilizzati come sezionatori. Quando viene scollegato sotto carico, l'elemento fusibile può essere distrutto o la sua funzione può essere compromessa a causa dell'erosione del contatto. Non è necessario alcun carico aggiuntivo tra l'interruttore automatico per il solare e l'inverter.

Il numero di stringhe nell'isolatore

Se ci sono due poli, dovrebbe esistere una sola stringa. Se i poli sono due, le stringhe devono essere due. È possibile scegliere tra più pannelli di stringhe di isolatori per la trasmissione di correnti continue esterne. Un singolo inseguitore di punto di massima potenza può essere utilizzato anche come convertitore, compatibile con gli inverter di stringa universali con isolatori CC integrati.

Dimensioni della tensione del sistema

L'isolatore che trasporta la tensione di esercizio deve avere una tensione superiore o uguale a quella richiesta dal sistema. Le specifiche più comuni sono 1500V, UL508i 600V e IEC60947-3 1000V, anche se inverter monofase collegati alla tensione di sistema possono di solito funzionare a 600V. La tensione di sistema del inverter di stringa trifase possono arrivare a 1000V e 1500V. Lo stesso vale per gli inverter centralizzati.

Conclusione

Gli interruttori solari CC sono una parte importante di un impianto fotovoltaico. Senza la loro protezione, i pannelli fotovoltaici possono essere danneggiati più facilmente e si possono verificare guasti al sistema. Sia gli interruttori solari CA che gli interruttori solari CC svolgono i rispettivi ruoli nel sistema. Per questo motivo sono entrambi molto importanti per il corretto funzionamento. Se si seguono le tecniche di cablaggio, le misure di sicurezza, la manutenzione e le procedure corrette, l'interruttore automatico CC per il solare può fungere da protezione di primo piano per molti sistemi come i pannelli fotovoltaici.
A seconda della loro capacità, i pannelli solari fotovoltaici possono avere uno o più dispositivi. Gli interruttori solari DC sono necessari per proteggere il circuito collegato al combinatore fotovoltaico. I pannelli solari possono essere utilizzati con uscite di corrente unidirezionali, grazie al modo in cui tutta la potenza passa attraverso di essi.
Se ci sono molti pannelli di carico in corrente continua, è necessario installare molti interruttori solari. I proprietari di pannelli solari sono in grado di utilizzare la corrente continua nelle loro case per una varietà di scopi. In questi casi, un interruttore automatico per il solare è necessario per la schermatura. È necessario sviluppare molte soluzioni diverse. Spero quindi che, dopo aver letto questo articolo, possiate saperne un po' di più sugli interruttori solari.