I sistemi solari fotovoltaici (PV) sono altamente vulnerabili alle sovratensioni transitorie e ai picchi di corrente, rendendo i dispositivi di protezione contro le sovratensioni componenti di protezione fondamentali indispensabili per un funzionamento sicuro e a lungo termine del sistema. A differenza dei tradizionali sistemi elettrici interni, le apparecchiature di generazione di energia fotovoltaica sono per lo più utilizzate in ambienti esterni aperti ed esposti, affrontando rischi di sovratensione unici e persistenti che non possono essere ignorati.
Innanzitutto, gli impianti solari hanno un’esposizione ai fulmini estremamente elevata. I parchi solari su larga scala, i pannelli fotovoltaici sui tetti e i sistemi solari distribuiti vengono costruiti in aree aperte senza alte strutture di schermatura. I fulmini diretti e le sovratensioni indotte possono generare tensioni transitorie ultra-elevate su pannelli solari, quadri di connessione CC e cavi di trasmissione lunghi. Senza protezione SPD, picchi di energia così elevati- danneggeranno direttamente l'isolamento delle apparecchiature, bruceranno i componenti elettronici di potenza e causeranno danni permanenti ai dispositivi fotovoltaici.
In secondo luogo, i sistemi fotovoltaici generano continuamente picchi di commutazione interni durante il funzionamento. La frequente conversione di potenza CC-CA da parte degli inverter, la connessione e la disconnessione regolare della rete e le fluttuazioni-in tempo reale della radiazione solare e del carico di potenza produrranno ripetuti picchi di tensione e sovratensioni transitorie. Questi piccoli picchi cumulativi invecchieranno gradualmente l’isolamento dei cavi e danneggeranno i chip di precisione dell’inverter, portando nel tempo a un calo dell’efficienza della generazione di energia e a frequenti guasti alle apparecchiature.
In terzo luogo, le apparecchiature fotovoltaiche presentano una bassa tolleranza alla sovratensione. Gli inverter solari, i moduli MPPT (Maximum Power Point Tracking) e i controller connessi alla rete intelligente-sono dispositivi elettronici di potenza di precisione con strutture circuitali sensibili. Anche le sovratensioni di ampiezza-di livello di microsecondi-che non influiscono sulle apparecchiature di alimentazione tradizionali possono causare l'arresto del sistema, il disturbo dei parametri o il burnout del circuito.
In quarto luogo, le linee di trasmissione esterne a lunga- distanza amplificano i rischi di sovratensione. I sistemi fotovoltaici adottano estesi cavi aerei e interrati per la trasmissione di energia. Le linee esterne sono altamente sensibili all'induzione elettromagnetica e alle interferenze dei temporali, accumulando energia di sovratensione lungo il circuito. Gli SPD installati nei nodi chiave possono bloccare la sovratensione e deviare la sovracorrente, bloccando la propagazione della sovratensione e proteggendo le apparecchiature terminali.
Infine, i DOCUP riducono i rischi operativi e le perdite economiche dei progetti fotovoltaici. Le centrali solari sono caratterizzate da grandi quantità di apparecchiature, ampi intervalli di distribuzione e alti costi di manutenzione. I danni alle apparecchiature indotti da sovratensioni-porteranno alla sospensione-a lungo termine della produzione di energia e a elevate spese di sostituzione. Dotati di SPD standard, gli impianti fotovoltaici possono mantenere un funzionamento stabile e connesso alla rete-, prolungare la durata di servizio delle apparecchiature e garantire continui vantaggi economici dei progetti di energia solare.