Norma CEI 64-8 Sezione 712 Sistemi Fotovoltaici: protezione tramite SPD

Con la nuova edizione della norma CEI 64-8 “Impianti elettrici a tensione nominale non superiore a 1 000 V in corrente alternata e a 1 500 V in corrente continua” pubblicata a luglio 2024, la sezione 712 “Sistemi Fotovoltaici (GENERATORE FV)” ha introdotto significative novità in relazione alla protezione contro le sovratensioni degli impianti fotovoltaici. In questo terzo articolo, approfondiremo le novità introdotte dalla norma in relazione alla necessità di installare la protezione tramite SPD.

In materia di protezione contro le sovratensioni, innanzitutto, si richiama la sezione 443 della norma CEI 64-8 che richiede la protezione contro le sovratensioni transitorie quando le conseguenze degli effetti di tali sovratensioni influiscono:

1. sulla vita umana, per esempio i servizi di sicurezza, i dispositivi di assistenza medica;
2. sui servizi pubblici e sul patrimonio culturale, per esempio la perdita di servizi pubblici, centri IT, musei;
3. sulle attività commerciali o industriali, per esempio nel caso di hotel, banche, industrie, mercati commerciali, fabbriche;
4. su un gran numero di persone, per esempio nel caso di grandi edifici, uffici, scuole.

Valutazione del rischio

La valutazione del rischio va effettuata ai sensi della serie di norme CEI EN 62305, per tutti gli altri casi, allo scopo di determinare se la protezione contro le sovratensioni transitorie sia necessaria, può essere effettuata una valutazione del rischio conformemente a quanto indicato nell’articolo 443.5.
Nel caso in cui la valutazione del rischio non venga effettuata, l’impianto elettrico deve essere dotato di una protezione contro le sovratensioni interne.

Protezione tramite SPD: cosa richiede la nuova CEI 64-8

Il metodo semplificato proposto dall’art. 443.5 è basato sui seguenti dati di ingresso:

• F_evn fattore ambientale (urbano 850, suburbano/rurale 85);
• L_p – sulla lunghezza e natura (interrata o area), della linea di alimentazione espressa in km;
• N_g la densità di fulmini al suolo nell’area della linea di alimentazione e delle strutture collegate. Questo valore può essere determinato dalle reti di localizzazione di fulmini come, ad esempio, tramite l’applicazione Prodis edita dal CEI (prodis.ceinorme.it).

La protezione deve essere prevista quando il livello di rischio CRL è minore di 1000 essendo:

CRL = F_env / (L_p x N_g)

Si sottolinea che il metodo di calcolo semplificato proposto dalla sezione 443 della norma CEI 64-8 restituisce, praticamente nella totalità dei casi, la necessità di provvedere all’installazione di scaricatori (SPD Surge Protective Device). I metodi alternativi, alla sezione 443 per il calcolo di valutazione del rischio, sono basati sull’accettazione di perdite economiche in intervalli di tempo più o meno ampi, introdotti come parametro progettuale. Detti sono proposti sia dalla serie di norma CEI EN 62305 che, per gli impianti fotovoltaici, dalla guida CEI 81-28 ““Guida alla protezione contro i fulmini degli impianti fotovoltaici”.

Secondo la nuova sezione 712, quando la sezione 443 richiede la presenza di una protezione contro le sovratensioni transitorie, tale protezione deve essere applicata sul lato c.c. dell’impianto FV.

Se la Sezione 443 non richiede alcuna protezione contro le sovratensioni transitorie, deve essere effettuata una valutazione dei rischi dedicata all’impianto fotovoltaico.

In particolare, secondo la nuova Sezione 712, bisogna prevedere uno scaricatore quando la massima lunghezza (L) del percorso tra il convertitore e i punti di collegamento dei moduli fotovoltaici delle diverse stringhe, è maggiore della Lunghezza critica (L_crit) così definita:

• Ambienti residenziali:          115 /N_g
• Impianti FV a terra:            200 /N_g
• Ambienti non residenziali:    450 /N_g

A titolo d’esempio, se Ng = 4 (fulmini/km²/anno), le lunghezze Lcrit viste in precedenza risultano:

• Ambienti residenziali:          28,75 m
• Impianti FV a terra:            50 m
• Ambienti non residenziali:    112,5 m

Salvo necessità alternative definite tramite un’apposita valutazione del rischio, gli SPD devono generalmente essere installati a non più di 10 m, in classe di prova II, con corrente nominale di scarica. I_n minima pari a 5 kA.

Gli SPD interni al convertitore fotovoltaico sono idonei, se dichiarati tali dal costruttore.

Il livello della tensione di protezione U_p del dispositivo deve essere adeguato, non più del 80%, del valore della tensione nominale di tenuta a impulso (U_W) delle apparecchiature protette.

Se il valore di tenuta di impulso non è fornito dal costruttore, la tabella 712.534 della norma fornisce il valore minimo di U_W da garantire a cura del costruttore in funzione della tensione massima di progetto (U_{OC MAX}) in corrente continua

Protezione tramite SPD: quasi sempre necessaria?

In conclusione, con la nuova edizione della norma CEI 64-8 la protezione tramite SPD degli impianti fotovoltaici è richiesta nella quasi totalità delle applicazioni.

Rimangono infatti escluse, calcoli alla mano, solo le applicazioni domestiche o di impianti di piccole dimensioni (stringhe fino a 80/ 100 m) con livello di rischio di incendio basso.

In passato, l’utilizzo di SPD non correttamente selezionati e/o la relativa posa errata, ha portato più danni che benefici agli impianti fotovoltaici essendo addirittura la causa dell’innesco e della propagazione di incendi.

Si raccomanda pertanto l’adozione di dispositivi correttamente dimensionati e che, in occasione dell’eventuale fine vita dello scaricatore, garantiscano la modalità di guasto a circuito aperto.

Ulteriori approfondimenti sulla nona edizione della CEI 64-8

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