Una scatola di raccordo fotovoltaica funziona ricevendo corrente continua da più stringhe di pannelli solari tramite terminali o connettori di ingresso separati. Ciascuna stringa entra solitamente nella scatola attraverso un pressacavo o un connettore fotovoltaico. I conduttori positivi e negativi vengono instradati attraverso dispositivi di protezione e collegamento all’interno dell’involucro.
In molti schemi, il lato positivo di ciascuna stringa passa attraverso un fusibile CC. A seconda della configurazione dell’impianto, anche il lato negativo può essere protetto da un fusibile o collegato tramite morsetti. Dopo la protezione, le uscite delle stringhe vengono collegate alle sbarre collettrici o alle morsettiere. L’uscita combinata passa quindi attraverso un interruttore CC o un sezionatore di uscita prima di lasciare la scatola di combinazione fotovoltaica e collegarsi all’inverter.
Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni in corrente continua viene solitamente collegato tra i conduttori di corrente continua e il sistema di messa a terra. Quando si verifica una sovratensione transitoria, il dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) contribuisce a scaricare la corrente di sovratensione verso terra e a limitare la tensione che raggiunge l'ingresso dell'inverter.
Questo processo di funzionamento consente alla scatola di derivazione fotovoltaica di fungere da punto controllato di raccolta e protezione della corrente continua nell'impianto fotovoltaico.
Non tutti gli impianti fotovoltaici necessitano di una scatola di derivazione fotovoltaica separata. La necessità di utilizzarne una dipende dalle dimensioni dell'impianto, dal tipo di inverter, dal numero di stringhe, dalla lunghezza dei cavi, dai requisiti di protezione e dalle esigenze di manutenzione.
Potrebbe non essere necessario un quadro di combinazione separato se il sistema dispone solo di una o due stringhe e l'inverter include già un numero sufficiente di ingressi CC, protezioni integrate e funzioni di isolamento.
Di solito è necessario un quadro di raccolta fotovoltaico quando l'impianto presenta più stringhe fotovoltaiche, lunghi tratti di cavi in corrente continua, tensione di sistema elevata, collegamenti in parallelo delle stringhe, difficoltà di installazione all'aperto o requisiti di ispezione a livello di progetto.
Una scatola di derivazione fotovoltaica è particolarmente utile per:
In caso di dubbi, è opportuno verificare la disposizione dell'impianto fotovoltaico, la configurazione degli ingressi dell'inverter, la corrente di stringa e i requisiti di protezione prima di scegliere una scatola di combinazione.
Il dimensionamento di una scatola di raccordo solare deve basarsi sui dati reali del progetto, non solo sul numero di stringhe in ingresso. Una scatola di raccordo fotovoltaica a 4, 8 o 12 stringhe può sembrare semplice nella scheda del prodotto, ma la scelta corretta dipende dalla tensione, dalla corrente, dal valore nominale dei fusibili, dalla configurazione degli SPD e dal design dell'involucro.
Il primo passo consiste nel verificare se il proprio impianto utilizza un'architettura a 600 V, 1000 V o 1500 V CC. La scatola di derivazione fotovoltaica deve essere compatibile con la tensione massima dell'impianto. Una scatola di derivazione fotovoltaica da 1000 V non deve essere utilizzata in un impianto solare a 1500 V CC.
È inoltre opportuno tenere conto della tensione massima a circuito aperto delle stringhe fotovoltaiche in condizioni di bassa temperatura, poiché la tensione dei moduli fotovoltaici può aumentare al diminuire della temperatura.
Successivamente, conta quante stringhe fotovoltaiche devono essere collegate alla scatola di combinazione. Le opzioni più comuni includono scatole di combinazione fotovoltaiche a 2, 3, 4, 6, 8, 12 e 16 stringhe.
Il numero di ingressi deve corrispondere alla configurazione del vostro impianto fotovoltaico e alla struttura degli ingressi dell’inverter. Un numero maggiore di ingressi non è sempre sinonimo di migliore prestazione. La scatola di derivazione fotovoltaica più adatta deve corrispondere all’effettiva suddivisione in stringhe e al percorso dei cavi del vostro impianto.
Ogni stringa fotovoltaica ha una corrente nominale che dipende dalle specifiche del modulo solare. È necessario verificare la corrente di cortocircuito e la corrente di progetto prima di scegliere fusibili, terminali, cavi e componenti di uscita.
Se la corrente nominale è troppo bassa, potrebbero verificarsi interventi intempestivi del fusibile. Se invece la corrente nominale è troppo alta, la protezione potrebbe non funzionare correttamente in caso di guasto.
Una scatola di raccordo fotovoltaica può utilizzare fusibili gPV per la protezione da sovracorrente a livello di stringa. La scelta dei fusibili deve basarsi sui dati dei moduli fotovoltaici, sulla corrente della stringa, sul valore nominale massimo dei fusibili in serie e sul numero di stringhe in parallelo.
Il fusibile deve essere adatto alle applicazioni fotovoltaiche in corrente continua. I normali fusibili per corrente alternata non devono essere utilizzati come ricambi nei circuiti fotovoltaici in corrente continua.
Se la scatola di raccordo fotovoltaica è dotata di un dispositivo di protezione contro le sovratensioni in corrente continua (SPD), la tensione nominale dell’SPD deve corrispondere alla tensione dell’impianto fotovoltaico. I parametri chiave dell’SPD includono Ucpv, In, Imax, Iimp e Up.
In molti impianti installati su tetti e in ambito commerciale, è comune l'utilizzo di dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) di tipo 2 in corrente continua. Per gli impianti esposti a un rischio di fulmini più elevato o dotati di sistemi esterni di protezione contro i fulmini, potrebbero essere necessari dispositivi SPD di tipo 1+2, a seconda della progettazione dell'impianto.
Le scatole di derivazione fotovoltaiche per esterni dovrebbero essere dotate di involucri resistenti alle intemperie. Per le applicazioni solari all’aperto si utilizzano comunemente i gradi di protezione IP65 o IP66. È inoltre necessario tenere in considerazione l’esposizione ai raggi UV, la pioggia, la polvere, l’umidità, il calore, il freddo e la tenuta dei punti di ingresso dei cavi.
L'installazione di una scatola di derivazione solare richiede una corretta scelta della posizione, del montaggio, del cablaggio, della messa a terra e del collaudo.
La scatola di raccordo fotovoltaica deve essere sufficientemente vicina al campo fotovoltaico per ridurre la lunghezza dei cavi, ma anche accessibile per le ispezioni e la manutenzione. Non deve essere installata in luoghi in cui possa accumularsi acqua o in cui l'accesso per la manutenzione sia difficile.
La superficie di montaggio deve essere in grado di sostenere il peso della scatola e resistere alle vibrazioni, al vento e alle condizioni atmosferiche esterne.
I cavi delle stringhe fotovoltaiche, i cavi di uscita e i conduttori di messa a terra devono passare attraverso pressacavi o connettori omologati. Evitare curve brusche, tensioni eccessive dei cavi e punti di ingresso dei cavi non adeguatamente sigillati per garantire un funzionamento affidabile e sicuro.
Il terminale di messa a terra è fondamentale per la protezione contro le sovratensioni e per la sicurezza generale dell'impianto. Un collegamento a terra affidabile contribuisce a garantire l'efficace funzionamento dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) e riduce il rischio di guasti elettrici.
Prima di mettere in tensione l'impianto, verificare la polarità, il serraggio dei terminali, l'installazione dei fusibili, lo stato dell'SPD, la posizione dell'interruttore, le etichette, la tenuta dei cavi e la chiusura dell'involucro.
Una scatola di derivazione fotovoltaica installata a regola d'arte semplifica il funzionamento e la manutenzione dell'impianto solare per tutta la sua durata di vita.
Un errore comune è quello di scegliere una scatola di raccordo fotovoltaica basandosi esclusivamente sul numero di stringhe in ingresso. Ad esempio, una scatola di raccordo fotovoltaica a 8 stringhe di un fornitore potrebbe avere componenti interni molto diversi rispetto a quella di un altro fornitore.
Un altro errore è quello di ignorare la tensione nominale in corrente continua. Una scatola di combinazione progettata per 1000 V CC non può essere utilizzata automaticamente in un impianto da 1500 V CC.
Un terzo errore consiste nell'utilizzare componenti progettati per la corrente alternata (AC) all'interno di una scatola di collegamento fotovoltaica in corrente continua (DC). La commutazione e la protezione in corrente continua richiedono componenti adeguati, progettati per la corrente continua (DC).
Molti acquirenti dimenticano inoltre di verificare la tensione SPD, il valore nominale del fusibile, la sezione del cavo, il grado di protezione IP dell'involucro e il sistema di messa a terra. Questi dettagli incidono direttamente sulla sicurezza e sull'affidabilità a lungo termine.
Cosa cercare in una scatola di collegamento fotovoltaica professionale
Una scatola di derivazione fotovoltaica professionale non dovrebbe limitarsi a offrire un prezzo contenuto. È necessario verificare che sia dotata di componenti adeguati alla tensione in corrente continua, di un schema di cablaggio chiaro, di un involucro protettivo affidabile, di una configurazione adeguata dei fusibili e dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) e di una documentazione tecnica completa.
Tra le caratteristiche principali figurano:
