Fotovoltaico

Fotovoltaico e Rischio Fulmini – Parte 2

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Riprendiamo un argomento particolarmente dibattuto sugli impianti fotovoltaici, del quale se ne trova una ampia introduzione nella PRIMA PARTE.

 

Per sicurezza è meglio collegare i moduli fotovoltaici a terra ?

La domanda è lecita e molto dibattuta.
Dal mio punto di vista la risposta è no, ma dato che in rete circolano alcune interpretazioni che mettono in crisi persino i più informati, preferisco spiegare con calma i motivi sui quali si fonda la mia risposta.

 

Primo motivo : i moduli fotovoltaici in commercio sono solitamente a doppio isolamento (caratteristica elettrica indicata con il simbolo a lato).

Simbolo del Doppio Isolamento
Simbolo del Doppio Isolamento

Significa che sono sicuri già per costituzione, e quindi le loro parti metalliche non devono essere collegate a terra.

Qualcuno obietta che con gli anni il doppio isolamento si potrebbe degradare, e ciò comporterebbe un rischio per le persone. Ma i componenti a Doppio Isolamento vengono commercializzati da oltre 30 anni, perciò se questo problema fosse vero gli Enti Normatori si sarebbero attivati già da molto tempo per porre rimedio.

Per il fotovoltaico inoltre il problema non si pone perché se l’isolamento dei moduli o dei cavi o dei connettori si degrada, l’inverter automaticamente spegne l’impianto (solitamente compare un allarme “Low Iso”, che significa basso isolamento) costringendo il proprietario a fare un intervento di manutenzione .
Tra l’altro il collegamento a terra dei telai dei moduli, come proposto da alcuni, contravvenendo alle prescrizioni normative per i componenti a Doppio Isolamento, causerebbe un problema non trascurabile: all’avvenire di un guasto inizierebbero a circolare correnti attraverso l’impianto di terra senza che nessuno se ne accorga e senza che nessun dispositivo ne ponga fine, perché sarebbero troppo deboli per far intervenire i  fusibili o gli interruttori automatici.
Fortunatamente, il sistema di controllo dell’isolamento di cui sono dotati tutti gli inverter rileva correnti di dispersione di valore infinitesimale (inferiori ad 1 milliAmpere), tanto che funziona anche se la struttura di sostegno dei moduli non è collegata a terra.

Non vedo quindi nessun motivo di sicurezza per collegare a terra la struttura dei moduli fotovoltaici.

Aggiungo in proposito un po’ di buon senso : l’impianto fotovoltaico generalmente non si trova a portata di mano, pertanto un danno all’isolamento non presenta un rischio immediato come accade con una lavatrice o con il ferro da stiro.

 

Secondo motivo : collegare all’impianto di messa a terra un oggetto metallico presente sul tetto è praticamente come realizzare un parafulmine. Ma l’impianto di protezione dalle scariche atmosferiche, come viene chiamato nel gergo tecnico,  è un impianto con caratteristiche molto diverse da un impianto fotovoltaico.

Dehn BlitzPlaner - Componenti del Parafulmine
Dehn BlitzPlaner – Componenti di un Parafulmine

L’impianto parafulmine, infatti, non è improvvisato, perché la corrente di un fulmine ha un valore enormemente più grande rispetto a qualunque corrente elettrica che circola nei normali impianti, tanto che per gestirla in sicurezza sono necessari particolari componenti e precauzioni “molto costose”.  L’impianto di captazione, detto comunemente parafulmine, viene infatti realizzato con componenti particolarmente robusti e sovradimensionati.
Se invece si realizza un parafulmine con componenti non adatti, ci si espone a rischi elevatissimi, tanto che un impianto elettrico tradizionale se attraversato dalla corrente di un fulmine provoca incendi e persino esplosioni.
A tutto ciò vanno aggiunti tutti i danni che eventualmente verrebbero indotti sulla restante parte dell’impianto elettrico dell’immobile, al quale sono collegati elettrodomestici, TV, PC e…. il vostro  collegamento ad internet .

Conclusione : non collegate a terra nessun oggetto che avete sul tetto !

 

Perché collegare a terra un oggetto sul tetto significa realizzare un parafulmine ?

Un parafulmine si costruisce installando degli elementi metallici-conduttori, nelle parti alte e sporgenti di un edificio e collegandoli all’impianto di terra.
Questi elementi per “proteggere” l’edificio sfruttano un particolare fenomeno poco conosciuto che si chiama “controscarica” ; il fulmine infatti non si comporta come un qualunque oggetto che cade dall’alto.

Ecco cosa succede !

Durante un temporale, quando una nube è carica a sufficienza, le cariche elettriche al suo interno iniziano “cercare” un punto dove scaricarsi : può essere una nube vicina oppure un punto a terra.
Se è più vicino il terreno, dalla nube inizia a formarsi un canale popolato di cariche elettriche, una sorta di pre-fulmine, che scende verso terra ma a piccoli balzi, di circa 50 metri ciascuno.
Qui si tratta di un fenomeno preparatorio il cui esito è ancora incerto e che non è ancora visibile all’occhio umano.
Ad un certo punto, quando a seguito dell’ultimo balzo il canale discendente è sufficientemente vicino a terra – circa 50 metri – viene “spezzata” la rigidità dielettrica dell’aria (cioè la sua forza di isolare), tra la punta del canale discendente e l’oggetto più vicino.
E’ in questo istante che da questo oggetto vicino parte una controscarica verso l’alto che va a “collegarsi” con la punta del canale elettrizzato.

Blitz Planner - Controscarica
Blitz Planer – Figura 5.1 – Formazione della Controscarica

La controscarica in pratica è una sorta di fulmine al contrario, che parte da un oggetto a terra e va a prendersi le cariche elettriche che stanno arrivando.
Solo quando la punta del canale discendete e la  controscarica entrano in contatto, abbiamo il vero e proprio fulmine con la scarica principale che diventa visibile con il lampo di luce e che provoca il tuono.
Il lampo quindi avviene solo quando tutto il percorso dalla nube fino a terra è stato completamente “preparato”.
Da notare che dagli oggetti a terra potrebbero partire più controscariche, ma solo una sarà quella che entrerà in contatto con il canale discendente.
In pratica sarà l’oggetto con la controscarica che arriva prima, ad innescare il vero e proprio fulmine.
Naturalmente è difficile che si formino costroscariche da oggetti isolati, ma al contrario si formano controscariche a partire da oggetti collegati elettricamente a terra, come appunto il parafulmine, che grazie a questo fenomeno fornisce al fulmine un percorso preferenziale.

 

Perché tutto questo “racconto” ?

Per ricordare che l’eventuale collegamento a terra dei moduli fotovoltaici, fornisce alle parti metalliche dei moduli l’opportunità di generare una controscarica e di innescare un fulmine.

Ma, come già detto, si tratta di impianto elettrico non  dimensionato per sopportare la corrente di un fulmine, tanto che alla prima occasione causerà incendi e danni di svariata natura, come l’esplosione di scatole di derivazione e fili elettrici, ecco perché il collegamento a terra di elementi metallici presenti sul tetto è assolutamente da evitare.

 

Riferimenti utili
Le norme attualmente in vigore per valutare il rischio fulmine, sono le EN 62305 , pubblicate nel 2013 dal “CENELEC”, il comitato europeo per le norme elettriche
Dehn Italia Spa – Blitzplaner – manuale per la protezione da fulmini – 5. Protezione esterna contro i fulmini (link sito www.dehn.it ).

 

Questo sito fa divulgazione in modo indipendente e completamente gratuito.

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