Per proteggere un impianto fotovoltaico serve l’installazione mirata di SPD sul lato DC e AC quando la lunghezza complessiva dei cavi supera il valore critico Lcrit, insieme a una messa a terra efficace e a un collegamento equipotenziale ben progettato. I riferimenti tecnici principali sono la norma IEC 60364-7-712 e le indicazioni CEI e DIN VDE sul coordinamento tra dispositivi. In pratica, il primo passo operativo è calcolare la lunghezza L e posizionare gli SPD vicino all’inverter e all’array box.
In breve:
- La protezione SPD sul lato DC è obbligatoria quando la lunghezza complessiva dei cavi supera il valore Lcrit, calcolato in funzione dalla densità di fulminazione del sito.
- È fondamentale posizionare gli SPD vicino all’inverter e ai pannelli, mantenendo le lunghezze di collegamento sotto i 2,5 metri per garantire l’efficacia della protezione.
- La verifica dell’impianto deve includere la prova di resistenza di terra, il controllo delle specifiche tecniche degli SPD e il rispetto delle distanze di cablaggio indicate dal produttore.
- Una messa a terra efficace e un collegamento equipotenziale ben progettato sono essenziali per il corretto funzionamento e la sicurezza dell’intera protezione.
- La manutenzione periodica, con ispezioni e sostituzioni degli SPD al termine della vita utile, è determinante per mantenere affidabile la protezione nel tempo.
Indice
- Cause e tipi di sovratensione: i rischi per moduli e inverter
- Normativa e criteri tecnici: cos’è Lcrit e come si applica
- Tipologie di SPD e dove posizionarli: DC, AC, Tipo 1, 2 e 3
- Equipotenzialità, terra e coordinamento tra stadi di protezione
- Checklist operativa: progettazione, collaudo e manutenzione
- Come DML Idee applica questi criteri nei progetti reali
- Priorità pratiche per impianti residenziali e piccoli commerciali
- L’offerta DML Idee per la protezione anti-sovratensioni
- Fonti
- Domande frequenti
Cause e tipi di sovratensione: i rischi per moduli e inverter
Le sovratensioni che minacciano un impianto fotovoltaico si dividono in due famiglie. Quelle transitorie derivano da fulmini diretti o indiretti e da manovre di commutazione sulla rete, con picchi brevissimi ma capaci di danneggiare i componenti elettronici in una frazione di secondo. Quelle permanenti nascono invece da squilibri della rete stessa e agiscono con effetti più lenti ma altrettanto dannosi nel tempo.
Il generatore fotovoltaico presenta una particolarità che aggrava il rischio: lavora in corrente continua e, a differenza di un impianto elettrico tradizionale, non si può disconnettere semplicemente togliendo tensione, perché i moduli restano attivi finché ricevono luce, come chiarisce la guida tecnica sulla sicurezza operativa dei sistemi PV. Questo comporta conseguenze specifiche:
- degrado accelerato delle celle fotovoltaiche esposte a impulsi ripetuti;
- guasto dell’elettronica di potenza dell’inverter, spesso il componente più sensibile e costoso;
- innesco di archi elettrici con rischio di incendio nei quadri di stringa non protetti.
Normativa e criteri tecnici: cos’è Lcrit e come si applica
La norma IEC 60364-7-712 stabilisce quando la protezione SPD sul lato DC diventa necessaria: quando la somma delle lunghezze dei conduttori (L) è pari o superiore a un valore soglia, chiamato Lcrit. Questo valore non è fisso, ma dipende dal tipo di installazione e dalla densità di fulminazione al suolo (Ng) del sito.
Il criterio Lcrit determina l’obbligo di protezione DC in funzione della densità di fulminazione locale: secondo la guida tecnica sugli SPD per applicazioni fotovoltaiche, per le abitazioni residenziali individuali Lcrit si calcola come 115/Ng, per gli impianti di produzione a terra come 200/Ng e per gli impianti industriali o di servizio come 450/Ng. Quando L è maggiore o uguale a Lcrit, l’SPD sul lato DC è richiesto.
La protezione SPD sul lato DC è necessaria quando la somma dei cavi DC supera il valore critico Lcrit, che dipende dalla densità di fulminazione locale Ng. Questo valore è calcolato come 115 diviso Ng per abitazioni residenziali, ma la soglia specifica deve essere verificata in base alle condizioni di sito. Le norme CEI recepiscono questi criteri e vanno sempre verificate in fase di progetto, insieme alle indicazioni DIN VDE 0100-443 sul coordinamento tra stadi di protezione.
Tipologie di SPD e dove posizionarli: DC, AC, Tipo 1, 2 e 3
Gli scaricatori di sovratensione si distinguono per funzione e capacità di scarica. Il Tipo 1 protegge da fulminazioni dirette e si installa dove esiste un rischio di scarica diretta sulla struttura, ad esempio in presenza di un sistema parafulmine, come descritto nella nostra guida su protezione fulmini e impianto fotovoltaico. Il Tipo 2 gestisce le sovratensioni indotte, più frequenti, e rappresenta la protezione di base per la maggior parte degli impianti. Il Tipo 3 offre una protezione fine, complementare, da installare vicino alle apparecchiature più sensibili.
Il posizionamento segue regole precise:
- un primo SPD va collocato nell’array box vicino ai moduli quando la distanza dai pannelli lo giustifica;
- un secondo SPD si installa in prossimità dell’inverter quando la lunghezza dei cavi DC resta sotto i 10 metri;
- per distanze superiori ai 10 metri conviene aggiungere un’unità supplementare vicino all’array, come indicato dalla guida tecnica sugli SPD fotovoltaici.
Il cablaggio richiede attenzione: la somma delle lunghezze di collegamento (d1+d2) tra l’SPD e la barra di terra deve restare molto contenuta, tipicamente sotto i 2,5 metri, per non compromettere l’efficacia del dispositivo. Le specifiche da controllare sempre sono la tensione massima continuativa (Uc) e la corrente da fulmine (Iimp) dichiarate dal produttore.
Un consiglio: verifica sempre che l’Uc dell’SPD superi la tensione a vuoto massima della stringa nelle condizioni di temperatura più fredda previste sul sito.
Equipotenzialità, terra e coordinamento tra stadi di protezione
Nessun SPD, per quanto ben dimensionato, funziona correttamente senza una messa a terra e un collegamento equipotenziale progettati con cura. Secondo la guida tecnica Siemens sugli SPD, l’equipotenzialità rappresenta la prima barriera di protezione: collegare telai, strutture metalliche e conduttori a un potenziale uniforme riduce la probabilità che le correnti di fulmine trovino percorsi pericolosi verso i componenti sensibili.
Un errore frequente riguarda il coordinamento tra dispositivi. Mescolare SPD di produttori diversi negli stessi stadi di protezione non garantisce automaticamente che i due dispositivi lavorino insieme in modo efficace, come segnala la documentazione VDE sul coordinamento SPD. Alcuni punti da tenere presenti:
- preferire kit di SPD coordinati dello stesso produttore quando possibile;
- richiedere verifiche di laboratorio quando si combinano dispositivi di marche diverse;
- documentare sempre i valori minimi di In dichiarati per il secondo stadio di protezione.
Checklist operativa: progettazione, collaudo e manutenzione
Un progetto di protezione da sovratensioni ben fatto segue una sequenza precisa, dalla misurazione iniziale al collaudo finale. Ecco i passaggi essenziali:
- misurare la lunghezza complessiva dei cavi DC e confrontarla con Lcrit per il sito specifico;
- verificare la presenza e lo stato di un eventuale sistema parafulmine esistente;
- eseguire la prova di resistenza di terra prima di collegare gli SPD definitivi;
- richiedere al fornitore le specifiche tecniche complete: corrente nominale (In), corrente da fulmine (Iimp), tensione massima continuativa (Uc) e tempo di risposta;
- rispettare le lunghezze di collegamento accettabili indicate dal produttore, generalmente entro i 2,5 metri tra SPD e barra di terra.
La manutenzione non si esaurisce con l’installazione. Dopo eventi di fulminazione accertati conviene ispezionare gli SPD, perché molti modelli includono un indicatore di fine vita che segnala quando il dispositivo ha esaurito la propria capacità di scarica e va sostituito. Un programma di verifica periodica, con controllo visivo e test di continuità almeno una volta l’anno, mantiene la catena di protezione affidabile nel tempo.
Un consiglio: annota la data di ogni sostituzione SPD nel libretto dell’impianto: aiuta a valutare la frequenza degli eventi di sovratensione nella zona.
Come DML Idee applica questi criteri nei progetti reali
L’azienda è attiva nel settore fotovoltaico da diversi anni e ha esperienza in numerosi progetti con risultati significativi nella riduzione di emissioni di CO2. Questa esperienza si traduce in un flusso operativo collaudato: analisi preliminare del sito e della densità di fulminazione locale, calcolo di Lcrit per determinare l’obbligo di protezione DC, scelta degli SPD coordinati per tipo e posizione, verifica finale della messa a terra e dell’equipotenzialità prima della messa in servizio. Ogni impianto installato da DML Idee viene progettato considerando questi criteri come parte integrante del processo, non come un’aggiunta opzionale a fine lavori.
Priorità pratiche per impianti residenziali e piccoli commerciali
Sugli impianti domestici l’errore più comune è considerare l’SPD un accessorio rimandabile: la spesa iniziale sembra marginale, ma un guasto all’inverter causato da una sovratensione costa molto di più della protezione stessa. Per un impianto residenziale di piccola taglia, la priorità è un SPD Tipo 2 ben posizionato e una terra verificata: il Tipo 1 diventa necessario solo in presenza di un parafulmine sulla struttura. Gli impianti industriali, con cavi più lunghi e più stringhe, richiedono invece un approccio a più stadi fin dal progetto.
— Giulia
L’offerta DML Idee per la protezione anti-sovratensioni
Viene offerto un servizio completo che include la progettazione della protezione SPD, la verifica della messa a terra e dell’equipotenzialità e la manutenzione programmata dell’impianto. L’attività è focalizzata esclusivamente su impianti fotovoltaici, per garantire attenzione ai dettagli tecnici in ogni progetto.
Se stai valutando un nuovo impianto o vuoi mettere in sicurezza quello esistente, scopri i servizi fotovoltaici di DML Idee e richiedi un sopralluogo per la tua situazione specifica.
Fonti
Domande frequenti
Cosa significa protezione da sovratensione?
Significa limitare i picchi di tensione anomali, generati da fulmini o manovre di rete, prima che raggiungano e danneggino componenti sensibili come inverter e moduli. Negli impianti fotovoltaici si ottiene installando SPD dimensionati sul lato DC e AC in base alla lunghezza dei cavi e alla densità di fulminazione locale, secondo i criteri della guida tecnica sugli SPD fotovoltaici.
Quali sono gli obblighi relativi agli scaricatori di sovratensione per il fotovoltaico?
L’obbligo scatta quando la lunghezza complessiva dei cavi DC supera il valore Lcrit calcolato per il tipo di installazione e la densità di fulminazione del sito, come stabilito dalla norma IEC 60364-7-712. Le norme CEI e le indicazioni DIN VDE integrano questi criteri con regole di coordinamento tra i diversi stadi di protezione.
Cosa protegge dalle sovratensioni?
La protezione combina dispositivi SPD di Tipo 1, 2 o 3 con una messa a terra efficace e un collegamento equipotenziale tra tutte le parti conduttive dell’impianto. Secondo la guida tecnica Siemens, la messa a terra rappresenta la prima barriera, senza la quale anche un SPD ben dimensionato perde efficacia.
Come funziona un protettore di sovratensione?
Uno scaricatore di sovratensione devia le correnti anomale verso terra prima che raggiungano l’apparecchiatura da proteggere, restando trasparente al normale funzionamento del circuito. Il dispositivo interviene entro valori di tensione e corrente definiti dai parametri Uc e Iimp, dichiarati dal produttore e da verificare in fase di scelta.
DML Idee si occupa anche della protezione da sovratensioni?
Sì, DML Idee include la progettazione della protezione SPD, la verifica della messa a terra e dell’equipotenzialità nei propri servizi di impianto fotovoltaico chiavi in mano, sia per privati sia per aziende.
