INTRODUZIONE

Il corretto dimensionamento dei fusibili per i sistemi fotovoltaici (FV) è fondamentale per il funzionamento sicuro, affidabile ea lungo termine di questa fonte di energia rinnovabile. A differenza delle tipiche applicazioni di distribuzione e controllo dell'energia elettrica, i fusibili negli impianti fotovoltaici sono soggetti a condizioni uniche. L'esposizione prolungata agli elementi dell'ambiente può produrre temperature ambiente anormali, che a loro volta influiscono sulle prestazioni dei fusibili, sulla scelta del conduttore e sul dimensionamento. Inoltre, a differenza dei circuiti tradizionali che normalmente sono dimensionati in base a carichi continui, i moduli fotovoltaici producono correnti continue, portando a ulteriori considerazioni nel dimensionamento dei fusibili. Tenendo conto di queste condizioni, è necessario un metodo unico per il dimensionamento dei fusibili negli impianti fotovoltaici.

QUANDO FONDI, QUANDO NON FUSIBILI

L'obbligo di proteggere gli impianti fotovoltaici dalle condizioni di sovracorrente è definito nell'articolo 690.9(A) del NEC. I fusibili sono necessari per proteggere cavi e moduli fotovoltaici da guasti linea-linea, linea-massa e disadattamento. L'unico scopo è prevenire incendi e aprire in sicurezza un circuito guasto se dovesse verificarsi un evento di sovracorrente. Tuttavia, ci sono alcune situazioni in cui la fusione non è richiesta ed è definita da quanto segue:

Stringa di serie singola (fusibile non richiesto)

Due stringhe in parallelo (fusione non richiesta)

Tre o più stringhe in parallelo (fusione richiesta)

Selezionare fusibili adatti per le parti del sistema

Normalmente, in un sistema di energia solare completo, il fusibile può essere aggiunto tra diversi componenti, ad esempio dall'array di pannelli solari al controller di carica, alla banca della batteria del controller, alla banca della batteria all'inverter.

Per ciascuna parte delle unità, i requisiti dei fusibili possono essere diversi, i valori nominali specifici dipendono da quanto amperaggio proviene da tali unità e cavi.

Fusione del pannello solare

Normalmente, quei pannelli solari da oltre 50 watt hanno fili di 10 calibri in grado di gestire fino a 30 ampere di corrente. Quando hai più di 3 pannelli collegati in parallelo, ciascuno in grado di raggiungere fino a 15 ampere, un cortocircuito in un pannello può assorbire tutti i 40-60 ampere verso quel pannello in cortocircuito. Ciò farà sì che i cavi che conducono a quel pannello superino di gran lunga i 30 ampere, causando il potenziale incendio di quella coppia di cavi. Nel caso di pannelli in parallelo, è necessario un fusibile da 30 A per ogni pannello. Se i tuoi pannelli sono più piccoli di 50 watt e utilizzano solo cavi di 12 gauge, sono necessari fusibili da 20 amp.

Scatola di fusione parallela/combinatrice

In un sistema in parallelo viene utilizzata una scatola di collegamento che tiene i fusibili/interruttori a ciascun pannello. Quando si dimensiona questo fusibile/interruttore "combinato", dobbiamo prima determinare la corrente nel caso peggiore che scorrerà in base ai nostri pannelli specifici.

Se prendiamo l'esempio del pannello da 195 watt 12V dalla sezione introduttiva e osserviamo la corrente di cortocircuito (Isc), vediamo che è valutato a 12,23 ampere.

Il National Electrical Code (NEC) richiede anche l'aggiunta di un fattore del 25% se il carico è continuo, quindi il numero sale a 15,28 ampere per pannello. Se ci sono 4 pannelli in questo set parallelo, la corrente combinata può teoricamente arrivare fino a 61,15 ampere.

Un set di cavi da 8 AWG (minimo) dalla scatola del combinatore al controller di carica nel nostro esempio è sufficiente, poiché può gestire 60 ampere. In questo caso è necessario utilizzare un fusibile o un interruttore da 60 A per proteggere questo set di cavi. Questo si allinea anche con la capacità massima del regolatore di carica selezionato.

Regolatore di carica su fusibile/interruttore della batteria

Con un controller di carica Pulse Width Modulated (PWN), gli ampere nel caso peggiore che fluiscono da e verso il controller sono gli stessi, quindi la dimensione del fusibile e del filo può corrispondere. Ad esempio, si consiglia un fusibile/interruttore da 60 A per il controller di carica PWM da 60 A, inserirlo tra l'unità e la batteria.

Fusibile/Interruttore della batteria all'inverter

Il cablaggio e la fusione dalla batteria a un inverter sono fondamentali perché è qui che scorre la maggior parte della corrente. Simile al caso del controller di carica, il cavo e il fusibile consigliati devono essere ottenuti dal manuale dell'inverter. Abbiamo già preparato un portafusibile sul suo cavo positivo, che è in grado di contenere una corrente di 50 ampere. Un tipico inverter a onda di segno puro da 12 V da 600 watt assorbe fino a 50 ampere continuamente, in tal caso è necessario un cavo capace di 55-60 A, almeno un cavo da 6 AWG è ciò di cui hai bisogno.