Le posizioni remote, le superfici esposte e le ampie strutture degli impianti solari li pongono ad alto rischio di danni da parte degli elementi, in particolare dalle tempeste elettriche.I danni alle apparecchiature causati da fulmini diretti o indiretti sono una preoccupazione importante per gli operatori di centrali fotovoltaiche (PV).Per evitare gli effetti distruttivi dei fulmini, è possibile utilizzare un dispositivo fotovoltaico in modo da evitare la perdita di energia e di entrate.la protezione da sovratensione deve essere installata all'inverter e in vari altri punti dell'impianto fotovoltaico;.

Selezione e installazione di dispositivi di protezione dalle sovratensioni per i sistemi fotovoltaici

I sistemi fotovoltaici presentano caratteristiche uniche che richiedono pertanto l'uso di DSP appositamente progettati per i sistemi fotovoltaici.

I sistemi fotovoltaici hanno alte tensioni di sistema a corrente continua fino a 1500 volt.

Per determinare il modulo SPD appropriato per il sistema fotovoltaico e la sua installazione, è necessario conoscere:

• la densità di fulmine;
• la temperatura di funzionamento del sistema;
• la tensione del sistema;
• il valore di corrente di cortocircuito del sistema;
• il livello di forma d'onda da proteggere contro (rampi indirette o dirette); e
• corrente nominale di scarica

Per avere un effetto protettivo, il livello di protezione della tensione di un SPD (Up) deve essere inferiore del 20% alla resistenza dielettrica dell'apparecchiatura terminale del sistema.

È importante utilizzare un SPD con una corrente di cortocircuito superiore alla corrente di cortocircuito della stringa del pannello solare a cui è collegato il SPD.L'SPD fornito sulla uscita in corrente continua deve avere un MCOV in corrente continua pari o superiore alla tensione massima del pannello del sistema fotovoltaico.

Quando un fulmine colpisce il punto A (vedi figura 1), è probabile che il pannello solare fotovoltaico e l'inverter siano danneggiati.l'inverter è in genere il componente più costoso di un sistema fotovoltaico, per cui è essenziale selezionare e installare correttamente l'SPD corretto sia sulle linee di corrente alternata che continua.

SPD laterali a corrente continua e a corrente alternata per combinatori e inverter

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni sono installati sui lati DC e AC degli inverter centrali e a corda, nei box combinatori e per proteggere le linee di segnale (misurazioni e comunicazioni).A seconda dell'esposizione atmosferica dell'impianto fotovoltaico al fulmine, ingegneria, procurement and construction (EPC) contractors and designers may prescribe either standard type 2 IEC SPDs (indirect impact 8/20 μs) or more robust type 1+2 SPDs (tested to withstand direct lightning impacts in 10/350 μs waveform).

La protezione laterale della corrente continua nelle caselle combinatrici e negli inverter ha in genere una configurazione DIN-rail a connessione Y al fine di fornire protezione in modalità comune e differenziale.

Sul lato CA, è necessaria anche la protezione contro le sovratensioni dell'inverter.L'esposizione a surge di tensione è generalmente affrontata utilizzando SPD standard DIN-rail di tipo 2 in TN S, IT o persino TT.

Inoltre, a seconda dell'impianto fotovoltaico, gli appaltatori e i progettisti EPC possono in alcuni casi preferire il tipo 1+2 AC,per ottenere una durata di vita più lunga per i dispositivi unificatori e persino una protezione in condizioni più difficili in termini di impatto diretto atteso da fulminiQuesto è tipicamente il caso nelle zone con un livello isoceraunico molto elevato, spesso associato ad alte altitudini.