Informazione tecnica
Resistenza di isolamento (Riso) di impianti
fotovoltaici non isolati elettricamente
con SUNNY MINI CENTRAL 9000TL/10000TL/11000TL
Contenuto
Gli impianti fotovoltaici con inverter privi di trasformatore non sono isolati elettricamente dalla rete durante il
processo di immissione. La norma DIN VDE 0126-1-1 stabilisce un limite minimo di isolamento per il
collegamento alla rete. Nell'elaborazione degli standard, il valore limite definito per questo tipo di impianti
fotovoltaici è stato orientato alle normative di installazione vigenti (per esempio 1 k Ω /V). Al momento
dell'elaborazione degli standard, le potenzialità tipiche degli impianti fotovoltaici erano decisamente inferiori
a quelle odierne. L'aumento delle dimensioni di un impianto fotovoltaici, l'estensione della superficie del
generatore e il collegamento in parallelo di molti moduli determinano una riduzione crescente della resistenza
di isolamento (Riso). Ne consegue che, malgrado il perfetto funzionamento di tutti i componenti, all'inverter non
sia consentito collegarsi alla rete a causa di un valore troppo basso della resistenza di isolamento dell'intero
impianto fotovoltaici.
Riso-UIT123722
Versione 2.2
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Che cosa si intende con Riso?
SMA Solar Technology AG ha elaborato, in collaborazione con l'Associazione di categoria tedesca, una
soluzione che tiene conto della resistenza di isolamento più bassa di impianti fotovoltaici di grandi dimensioni.
Tale soluzione soddisfa inoltre l'obiettivo di protezione della norma, ossia l'individuazione di difetti di
isolamento.
1 Che cosa si intende con Riso?
Ogni impianto fotovoltaici presenta sia prima del collegamento alla rete che durante il processo di immissione
un potenziale differente rispetto alla terra. Solo un isolamento adeguato rispetto alla terra impedisce alle
correnti provenienti dall'impianto fotovoltaici di riversarsi a terra, escludendo il pericolo in caso di contatto e
ulteriori perdite. La corrente totale di dispersione verso terra, detta anche corrente di fuga, è la somma dei
valori di dispersione dei singoli componenti dell'impianto:
• Moduli fotovoltaici
• Cavo CC
• Inverter
Se la tensione del sistema è nota, è possibile convertire tale valore di corrente di fuga nella resistenza di
isolamento effettiva, denominata Riso.
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Differenza rispetto ad altri fenomeni
Non essendo isolati elettricamente dalla rete, per gli inverter privi di trasformatore non è possibile misurare
costantemente il valore Riso durante il funzionamento. Per gli inverter non dotati di trasformatore è pertanto
necessario misurare il valore Riso prima di ogni collegamento alla rete e sorvegliare la corrente di guasto
durante il funzionamento.
2 Differenza rispetto ad altri fenomeni
La misurazione del valore Riso non deve essere confusa con la problematica delle correnti disperse capacitive
(vedere Informazioni Tecniche "Correnti di dispersione capacitiva" sul sito www.SMA-Italia.com).
Il presupposto di tali correnti è la reazione della frequenza di rete sull'impianto fotovoltaici. Le correnti disperse
capacitive intervengono pertanto solo durante il funzionamento.
La misurazione del valore Riso ha luogo tuttavia già prima del collegamento alla rete. Durante il funzionamento
le correnti di guasto vengono controllate dal dispositivo di controllo sensibile a tutte le correnti (RCMU). Si
tratta pertanto di due fenomeni differenti.
3 Valori prescritti dalle norme per Riso
Per Riso si applicano le seguenti norme:
• Per moduli fotovoltaici (DIN EN 61646; DIN IEC 61215):
Per m² di superficie del modulo: Riso > 40 M Ω m²
Ciò significa che un modulo fotovoltaici con una superficie di 1 m² deve presentare una resistenza di
isolamento di almeno 40 M Ω , mentre per un modulo fotovoltaici con una superficie di 2 m² la resistenza
richiesta sarà pari ad un minimo di soli 20 M Ω .
• Per inverter non isolati elettricamente (privi di trasformatore) secondo la norma DIN VDE 0126-1-1:
L'inverter, nella sua funzione di cuore di un impianto fotovoltaico, controlla la resistenza di isolamento di
tutto l'impianto (tutti i moduli fotovoltaici, cablaggio CC, installazione e inverter). Come menzionato in
precedenza, questa funzione è molto importante per gli impianti fotovoltaici non isolati elettricamente
dalla rete, poiché un singolo cortocircuito è già in grado di causare danni materiali o lesioni personali.
Poiché in tali casi è determinante l'intensità delle correnti, il valore Riso prescritto dipende dalla tensione di
ingresso massima dell'inverter.
Secondo DIN VDE 0126-1-1: Riso > 1 k Ω /V, ma almeno 500 k Ω .
In merito alla resistenza di isolamento degli impianti fotovoltaiki dotati di isolamento elettrico dalla rete, la
norma DIN VDE 0126-1-1 non contempla alcuna prescrizione.
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Riso di più moduli fotovoltaici
4 Riso di più moduli fotovoltaici
In un impianto fotovoltaici le resistenze di isolamento di tutti i moduli fotovoltaici di un inverter rappresentano
un collegamento in parallelo verso terra e si sommano in modo reciproca:
In caso di moduli fotovoltaici identici tale equazione si semplifica in:
La resistenza complessiva dell'impianto fotovoltaici è inversamente proporzionale al numero dei moduli
fotovoltaici collegati.
Conflitto di norme
Per un impianto tipico fotovoltaici, con tensione di sistema pari a 700 V, lo standard per i moduli
fotovoltaici con superficie a partire da circa 60 m² entra in conflitto con lo standard per gli inverter (40
M Ω m²/60 m² = 667 k Ω ). Anche in caso di operatività perfetta non è possibile raggiungere il valore Riso
prescritto. Con un rendimento del modulo pari al 10%, 60 m² corrispondono a soli 6 kW, con un
rendimento del 5% ad appena 3 kW.
5 Nuova formula per il valore limite Riso
Le precedenti definizioni degli standard non prendono in considerazione fattori di rilievo quali il grado di
rendimento dei moduli fotovoltaici o la potenza dell'inverter. Si è cercato, pertanto, a livello nazionale ed
internazionale (IEC) di armonizzare negli standard le prescrizioni esistenti in materia di isolamento.
SMA Solar Technology AG ha elaborato, in collaborazione con l'Associazione di categoria tedesca, una
formula per la resistenza di isolamento, che si discosta dalla norma DIN VDE 0126-1-1. Il nuovo valore limite
Riso è inversamente proporzionale alla potenza dell'inverter e corrisponde al valore limite Riso previsto dalle
norme DIN EN 61646 e DIN IEC 61215 pari a 40 M Ω m², per un rendimento del modulo pari al 5%:
Riso = 2000 k Ω * kW/PCC_INVERTER
L'Associazione di categoria tedesca ha approvato tale valore Riso, in funzione della potenza e divergente
dalla norma DIN VDE 0126-1-1, dal momento che soddisfa l'obiettivo di protezione alla base di quest'ultima.
Il valore deve corrispondere tuttavia ad almeno 200 k Ω , poiché resistenze di isolamento inferiori potrebbero
generare correnti di guasto pericolose. Anche con la nuova regola, non è pertanto possibile escludere
sporadiche anomalie, in particolare per gli impianti fotovoltaici di oltre 10 kW e in presenza di ulteriori
problemi di isolamento nei cavi e nelle spine.
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Che cosa è stato misurato finora?
6 Che cosa è stato misurato finora?
L'impianto fotovoltaici è un sistema dotato di molti componenti, che contribuiscono a determinare il valore Riso
definito in precedenza. La definizione di tale valore dipende pertanto dall'algoritmo di misurazione e dal
collegamento misurato. Inoltre, una tecnica di misurazione integrata deve operare senza dispersioni. Vanno
inoltre considerati ulteriori errori di misurazione dovuti alle tolleranze dei componenti elettronici impiegati.
Gli inverter del tipo Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL sono dotati di una tecnologia di
misurazione molto più sofisticata delle condizioni di test richieste dalla norma e in grado di riconoscere anche
i difetti di isolamento difficili da individuare. Per soddisfare il valore limite di 700 k Ω prescritto dalla norma
DIN VDE 0126-1-1, finora sono stati forniti apparecchi con un valore limite da 900 k Ω .
Anche per gli inverter SMA con trasformatore è possibile misurare la resistenza di isolamento. In questo
caso tuttavia, dal momento che per l'isolamento elettrico valgono altre norme, viene visualizzato un
messaggio di avviso ma non viene impedito il collegamento alla rete.
7 Che cosa è cambiato?
Dal primo dicembre 2010, SMA Solar Technology AG fornisce i Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/
11000TL con una versione firmware che prevede un valore limite di resistenza di isolamento corrispondente
alle nuove condizioni. Su richiesta, per gli inverter forniti precedentemente a tale data, SMA Solar Technology
AG mette a disposizione il firmware come aggiornamento gratuito. I nuovi valori limite garantiscono una messa
in servizio sicura degli impianti fotovoltaici e consentono di segnalare solo i difetti di isolamento riscontrabili
come tali (rottura del modulo, morso di martora).
In caso di necessità si prega di rivolgersi al Servizio assistenza tecnica SMA: [email protected].
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