Sovratensione fotovoltaico: cause, rischi e soluzioni per l’impianto

Le sovratensioni dell’impianto fotovoltaico rappresentano una minaccia concreta per l’affidabilità, la continuità di esercizio e la sicurezza dell’intero sistema. Conoscere le cause di questi fenomeni, i danni che possono generare e i corretti dispositivi di protezione è essenziale per progettare soluzioni durevoli ed efficienti.

Una sovratensione dell’impianto fotovoltaico è un aumento transitorio della tensione che supera i valori nominali previsti all’interno di un impianto. Questo fenomeno può compromettere seriamente componenti cruciali come i pannelli fotovoltaici e l’inverter, con guasti che implicano costi di riparazione e perdite di produzione di energia.

Le sovratensioni transitorie si classificano principalmente in due categorie: atmosferiche e da commutazione. Quelle atmosferiche derivano da scariche di fulmini e sono dirette se colpiscono l’edificio o indirette se inducono tensioni nelle linee di distribuzione. Quelle da commutazione, invece, sono causate da operazioni sulla rete, come l’apertura di interruttori.

I problemi causati dalla sovratensione nell’ambito del fotovoltaico si manifestano principalmente sui componenti, specialmente inverter, pannelli fotovoltaici e dispositivi di controllo. I moduli fotovoltaici possono subire danni alle celle, compromettendo la produzione e riducendo l'efficienza a lungo termine. Gli inverter fotovoltaici sono particolarmente vulnerabili e le sovratensioni possono provocare loro guasti permanenti, intermittenti o degradazioni graduali delle prestazioni, riducendo la vita utile del componente.

Anche le batterie di accumulo possono incorrere in cicli di vita ridotti o guasti, mentre i sistemi di monitoraggio possono smettere di funzionare correttamente e impedire quindi un controllo affidabile delle performance. Con una corretta protezione dell’impianto fotovoltaico è quindi possibile limitare il rischio di questi fattori, che contribuiscono ad aumentare i costi di gestione e a ridurre la redditività.

L’installazione di uno scaricatore di sovratensione fotovoltaico è una soluzione ideale per deviare l’energia in eccesso verso terra, evitando che raggiunga componenti sensibili come inverter, pannelli o sistemi di controllo.

I dispositivi SPD (Surge Protective Devices) si distinguono per tipologia, classe e punto di installazione. È quindi fondamentale conoscere il corretto tipo e dimensionamento degli scaricatori di sovratensione di un impianto fotovoltaico, per garantire non solo la sicurezza dell’impianto, ma anche la sua continuità operativa.

Secondo le sezioni 443 e 712 della norma CEI 64-8, la protezione da sovratensioni è obbligatoria quando le conseguenze del guasto possono influenzare la sicurezza umana e degli edifici molto affollati, così come il funzionamento di servizi pubblici, attività commerciali e industriali. Gli scaricatori di sovratensione per impianti fotovoltaici (noti anche come SPD) sono quindi fortemente consigliati, soprattutto in edifici pubblici, ospedali, musei, data center, fabbriche e scuole.

La norma CEI EN 62305 dispone inoltre di eseguire una valutazione del rischio. In assenza di quest’ultima, l’impianto dovrà sempre essere protetto da dispositivi di sovratensione per il fotovoltaico, ad eccezione di casi molto specifici descritti nella sezione 712 della CEI 64-8:

• impianti con stringhe fino a 80-100 metri,

• basso rischio di incendio,

• ambiente residenziale con bassa densità di fulmini.

Nei casi non esplicitati da questa norma, la CEI 64-8 propone un metodo di valutazione del rischio all’articolo 443.5.

Occorre infine prestare particolare attenzione alla selezione del dispositivo. L’obbligo degli scaricatori di sovratensione per fotovoltaico non si limita alla presenza degli stessi, ma richiede che siano conformi ai più alti standard di qualità e sicurezza e che vengano correttamente cablati all'interno dell'impianto elettrico.