Impianti fotovoltaici: sicurezza contro i fulmini nel settore dell'energia solare

Impianti fotovoltaici: sicurezza contro i fulmini nel settore dell'energia solare

Nell'ultimo decennio gli investimenti nelle energie rinnovabili hanno registrato un aumento esponenziale, stimolati dalla consapevolezza ecologica del cambiamento climatico. Tra le diverse fonti di energia pulita, il fotovoltaico è quella che sta crescendo di più anno dopo anno. Per proteggere il forte investimento che un parco solare richiede, Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispone di un portafoglio di soluzioni intelligenti per la protezione dalle tempeste elettriche, i cui effetti rappresentano un serio rischio per il funzionamento degli impianti solari.

Il settore dell'energia solare è un'industria strategica e ha un ruolo cruciale nella transizione energetica, un ruolo che si prevede aumenterà nei prossimi anni. Il fotovoltaico è attualmente la fonte energetica più installata a livello mondiale sia tra le rinnovabili che tra le non rinnovabili, rappresentando secondo i dati IRENA il 40% della nuova capacità globale nel 2020, con un totale di 843.086 MW installati nel mondo [1].

Come qualsiasi installazione all'aperto, gli impianti solari sono molto sensibili alle intemperie, in particolare ai fulmini. Se un fulmine colpisce direttamente un pannello solare, può causare danni significativi al pannello stesso. Inoltre, può sovraccaricare il sistema elettrico e danneggiare i componenti elettronici, compresi i regolatori di carica e gli inverter, o generare un aumento di temperatura sulla superficie del pannello solare, che può causare crepe o rotture nel vetro e nelle celle solari.

Lo sviluppo e la messa in funzione di un parco fotovoltaico richiedono un investimento significativo che si ripaga in anni. I componenti dei pannelli solari sono particolarmente sensibili a qualsiasi tipo di perdita di energia. Gli impianti con una capacità di 100 MW o più possono essere collegati direttamente alla rete elettrica, quindi l'impatto di un fulmine può avere ripercussioni sull'impianto e sulla rete.

Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispone di un portafoglio di soluzioni tecnologicamente avanzate per la protezione dai fulmini e i sistemi di messa a terra. Queste soluzioni sono progettate per la protezione integrale dei parchi solari, per migliorare la sicurezza, ottimizzare l'efficienza operativa e ridurre il più possibile i costi derivanti dai fulmini.

Impianti fotovoltaici: protezione preventiva

ATSTORM® è un sistema intelligente di preallarme per i temporali, progettato per attivare e disattivare azioni preventive temporanee che riducono al minimo i rischi derivanti da un'eventuale fulminazione. Il sistema di rilevamento dei temporali ATSTORM® è una soluzione supportata da tecnologie IoT, basata sulla valutazione delle condizioni di un'area da proteggere e su molteplici dati che supportano gli algoritmi esperti.

ATSTORM® utilizza una doppia tecnologia di rilevamento per fornire allarmi di arresto affidabili e oggettivi. Da un lato, i sensori misurano il campo elettrostatico locale per fornire avvisi di formazione di tempeste nell'area. Inoltre, include sensori di campo elettromagnetico, che estendono l'area di rilevamento dei temporali attivi in avvicinamento.

I dati raccolti vengono inviati al cloud, dove algoritmi esperti identificano con precisione e accuratezza le condizioni di un temporale in formazione o in avvicinamento nell'area. Le informazioni elaborate vengono inviate all'utente sotto forma di avvisi, consentendo un tempo sufficiente per avviare azioni preventive.

Protezione esterna negli impianti fotovoltaici: Scaricatore PDC e contatore intelligente di fulmini per informazioni in tempo reale sullo stato e sulle scariche

Il parafulmine intelligente DAT CONTROLER® REMOTE è un dispositivo con autodiagnosi della sua testa e comunicazione via IoT (Internet of Things) del risultato, per supervisionare il corretto funzionamento dell'apparecchiatura da remoto. Il DAT CONTROLER® REMOTE consente l'autodiagnosi quotidiana dello stato del parafulmine, senza la necessità di smontarlo o di utilizzare mezzi di sollevamento ausiliari.

I risultati del test autonomo vengono inviati tramite comunicazione M2M a un dispositivo ricevente (telefono cellulare, tablet, computer). Queste informazioni possono essere consultate sul portale web insieme ad altre notifiche personalizzate, facilitando così una corretta manutenzione preventiva e la riduzione dei costi associati alla riparazione tardiva di qualsiasi componente.

Ogni fulmine e il suo effetto sui sistemi di protezione contro i fulmini, dall'intercettazione alla messa a terra, è diverso. Pertanto, è essenziale conoscere le informazioni dettagliate di ogni scarica per anticipare le ispezioni ed effettuare le riparazioni critiche per garantire che continuino a funzionare in modo efficiente.

SMART LIGHTNING LOGGER monitora continuamente l'attività elettrica nelle calate di un sistema di protezione contro i fulmini in cui è installato. Quando si verifica una scarica, il dispositivo raccoglie le seguenti informazioni:

Ampiezza

Polarità

Durata

Carica

Energia specifica

Data e ora

Tutti questi dati vengono inviati ad AT-CLOUD, dove algoritmi esperti li elaborano per fornire avvisi in tempo reale tramite la piattaforma CONNECT. In questo modo è possibile determinare l'urgenza e programmare una riparazione tempestiva in caso di sinistro.

Sovratensioni - Limitatori di sovratensione specifici per impianti fotovoltaici

I campi elettromagnetici causati dai fulmini possono influenzare le linee e quindi le apparecchiature, anche se è presente un sistema di protezione contro i fulmini per intercettare la scarica diretta.

I fulmini causano sovratensioni transitorie che possono danneggiare le apparecchiature. La protezione contro le sovratensioni per gli impianti fotovoltaici è personalizzata per ogni installazione, in modo da fornire la massima protezione alle celle fotovoltaiche e a tutti gli altri elementi che possono essere integrati in esse.

Componenti utilizzati per la protezione dalle sovratensioni:

Limitatore di sovratensione - Serie ATPV

Involucro di protezione dell'impianto fotovoltaico progettato su misura con le protezioni più adeguate per le celle fotovoltaiche e gli invertitori di ogni installazione.

Limitatore di sovratensione - Serie ATVOLT

Protezione per le linee di alimentazione DC dei moduli con protezione coordinata per una coppia di fili. In grado di sopportare una corrente di picco di 20kA per polo con un'onda di 8/20 μs e una tensione residua inferiore al doppio della tensione nominale.

Limitatore di sovratensione - Serie ATSUB

Protettore monofase in grado di sopportare correnti di decine di kiloampere con onda 8/20μs e con tensioni residue comprese tra 1 e 2kV. Sono disponibili diversi modelli.

Limitatore di sovratensione - Serie ATSHOCK

Protettore monofase in grado di sopportare una corrente di picco di 50kA per polo e onda 10/350 μs con una tensione residua inferiore a 4kV.

Protettore di sovratensione - Serie ATCOVER

Protettore sia in modalità comune che differenziale. In grado di sopportare una corrente di picco di 30kA per polo e un'onda di 8/20 μs con una tensione residua inferiore a 900V. Include un avviso visivo e una connessione per l'avviso a distanza.

Se desiderate saperne di più sui vantaggi in termini di sicurezza e risparmio economico che i nostri dispositivi offrono al settore dell'energia solare, contattateci tramite questo link.

È inoltre possibile partecipare a uno dei nostri webinar sulla sicurezza contro le tempeste di fulmini nel settore fotovoltaico facendo clic su questo link.

Riferimenti

[1] Grafico dell'energia solare 2011-2021. Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA)