Quadri di campo per impianti fotovoltaici: funzioni, componenti e sicurezza

In un sistema fotovoltaico, la corretta gestione delle linee in corrente continua è determinante per garantire sicurezza, affidabilità e continuità di esercizio. I quadri di campo per impianti fotovoltaici, conosciuti anche come quadri di stringa o string box, raccolgono e proteggono i collegamenti provenienti dai moduli, consentendo il controllo delle principali anomalie elettriche e di sezionare le linee quando necessario.

Si tratta di veri e propri sistemi dedicati alla protezione delle stringhe fotovoltaiche, progettati per rispondere alle caratteristiche specifiche della corrente continua. I quadri di campo Bremas nascono con questo obiettivo: offrire una soluzione completa, sia standard che configurabile, impiegabile in impianti fotovoltaici di diversa potenza e complessità.

A cosa serve un quadro di campo fotovoltaico

Il quadro di stringa DC viene installato sul lato in corrente continua dell’impianto, tra le stringhe dei moduli fotovoltaici e l’ingresso dell’inverter, per raccogliere, proteggere e sezionare i relativi collegamenti. La sua funzione è proteggere le linee dalle principali condizioni anomale e permettere il sezionamento in sicurezza. A seconda della configurazione dell’impianto, il quadro può ricevere una o più stringhe, mantenerle indipendenti oppure collegarle in parallelo prima dell’ingresso nell’inverter. In quest’ultimo caso, svolge la funzione di quadro combinatore DC, raccogliendo più linee in una o più uscite comuni. La scelta dipende dalla potenza dell’impianto, dalle caratteristiche degli MPPT (Maximum Power Point Tracker), dal numero e dalla disposizione dei moduli e dalle distanze tra campo fotovoltaico e inverter. Il corretto dimensionamento del quadro stringa deve quindi rispettare le scelte del progettista e adattarsi all’architettura dell’impianto. Per questo Bremas offre soluzioni precablate per stringhe singole, linee indipendenti o configurazione per stringhe in parallelo, oltre alla possibilità di realizzare collegamenti personalizzati in funzione delle specifiche esigenze impiantistiche. 

La gamma comprende quadri di stringa con tensione nominale da 600 e 1000 Vdc. Quest’ultima versione risponde alle caratteristiche della maggior parte degli impianti fotovoltaici contemporanei, nei quali l’aumento della tensione consente di contenere le correnti e ottimizzare le sezioni dei cavi. L’evoluzione del mercato sta inoltre portando gli impianti di maggiore potenza verso tensioni sempre più elevate. Bremas ha già sviluppato sezionatori e componenti per applicazioni fino a 1500 Vdc, ampliando la capacità di risposta alle future esigenze del settore solare. 

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Tre livelli di protezione in un unico quadro

La completezza di un quadro DC per impianto solare dipende soprattutto dai dispositivi installati al suo interno. Tra i principali componenti dei quadri di campo Bremas rientrano:

• lo scaricatore sovratensione SPD,
• il portafusibili DC fotovoltaico completo di fusibile,
• il sezionatore sotto carico DC.

Ogni elemento svolge una funzione specifica e contribuisce alla sicurezza complessiva dell’impianto. Lo scaricatore protegge inverter e apparecchiature elettroniche dalle sovratensioni generate da fulmini o disturbi elettrici. Nei quadri standard Bremas viene utilizzato uno scaricatore tipo 2 DC, mentre in presenza di particolari condizioni di esposizione possono essere previste configurazioni di tipo 1+2 per una maggiore protezione sovratensione stringhe. Il portafusibile interviene invece contro sovracorrenti e correnti inverse, soprattutto quando più linee sono collegate in parallelo. In caso di guasto, il fusibile interrompe il circuito evitando il surriscaldamento di cavi e componenti, garantendo la protezione da sovracorrente della stringa. Il sezionatore DC fotovoltaico permette infine di isolare la linea durante la manutenzione o in caso di anomalia, interrompendo la corrente continua in condizioni controllate e limitando il rischio di arco elettrico. I sezionatori Bremas sono classificati nelle categorie DC-PV1 e DC-PV2 secondo la norma IEC EN 60947-3. L’integrazione di questi tre dispositivi consente quindi di assicurare protezione dalle sovratensioni, protezione dalle sovracorrenti e isolamento elettrico della linea. 

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Quadri AC per la protezione dell’uscita inverter

La protezione dell’impianto non termina sul lato in corrente continua. A valle dell’inverter è necessario gestire anche la linea in corrente alternata. Bremas realizza quadri AC di piccola taglia per impianti residenziali e applicazioni fino a circa 11 kW, disponibili in versione monofase e trifase. Questi quadri integrano uno scaricatore di sovratensione e un interruttore magnetotermico differenziale. In questo caso, il dispositivo è specificamente progettato per la corrente alternata e protegge la linea da sovraccarichi, cortocircuiti e guasti verso terra.  Le configurazioni vengono selezionate in funzione della potenza dell’inverter e della corrente nominale richiesta, con versioni da 16, 25 e 32 A. La gamma Bremas comprende quindi quadri AC monofase e trifase dedicati alla protezione dell’uscita degli inverter fotovoltaici.

Quadri AC-DC: due protezioni in un’unica soluzione

I quadri AC-DC Bremas racchiudono nello stesso involucro la protezione delle stringhe in corrente continua e quella della linea in corrente alternata in uscita dall’inverter. Questa soluzione è pensata soprattutto per gli impianti residenziali di piccola potenza e consente di:

• utilizzare un unico contenitore, 
• ridurre il numero di quadri da installare,
• semplificare il fissaggio,
• ottenere un impianto più ordinato,
• concentrare le principali protezioni in un solo punto.

La scelta di un quadro combinato dipende comunque dalla posizione delle stringhe e dell’inverter. Quando le protezioni DC devono essere installate vicino al campo fotovoltaico e quelle AC in prossimità dell’inverter o del punto di consegna, restano preferibili due quadri separati. Bremas rende disponibili entrambe le possibilità, permettendo al progettista di scegliere la configurazione più coerente con l’impianto.

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Soluzioni standard e quadri personalizzati

La disponibilità di prodotti standard consente di rispondere rapidamente alle configurazioni più comuni. Non tutti gli impianti, però, possono essere ricondotti a uno schema predefinito. Il numero delle stringhe, le caratteristiche degli inverter, i collegamenti in parallelo, i dispositivi di protezione, le modalità di ingresso dei cavi e gli spazi disponibili possono richiedere una progettazione specifica.

Bremas realizza internamente i quadri e produce direttamente i principali componenti di sicurezza. Questa integrazione permette di sviluppare in tempi contenuti configurazioni personalizzate, fornendo al cliente uno schema elettrico e una proposta tecnica costruita sulle reali esigenze dell’applicazione.

Il custom made si affianca così alla gamma di serie e permette di affrontare anche progetti non standard. La capacità di co-engineering e personalizzazione rappresenta uno degli elementi distintivi dell’offerta Bremas per il settore fotovoltaico.

La forza del supporto tecnico di Bremas

La scelta dei quadri di campo per impianti fotovoltaici deve essere supportata da informazioni tecniche precise. Per ogni soluzione vengono messe a disposizione schede tecniche, documentazione di prodotto, certificazioni e dati necessari alla verifica della compatibilità con l’impianto. Questo consente a progettisti, installatori e distributori di confrontare correttamente le caratteristiche delle componenti dei quadro di campo e individuare la soluzione più adatta.

A completare l’offerta interviene il supporto tecnico Bremas, orientato a fornire risposte rapide sia durante la selezione del quadro sia nella valutazione di configurazioni personalizzate. La competenza tecnica non si limita quindi alla fornitura del prodotto, ma accompagna il cliente dalla definizione dell’esigenza fino alla scelta e al corretto dimensionamento del quadro stringa.

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Domande frequenti sui quadri di campo fotovoltaico

A cosa serve un quadro di campo in un impianto fotovoltaico?
Il quadro di campo (o string box) è il punto di raccolta e protezione delle stringhe fotovoltaiche prima dell’inverter. Contiene sezionatori DC; portafusibili e scaricatori di sovratensione per garantire sicurezza e facilità di manutenzione dell’impianto.

Quali componenti deve contenere un quadro di stringa fotovoltaico?
Un quadro di stringa deve includere sezionatore sotto carico DC; base portafusibili con fusibili dimensionati per la corrente di stringa; scaricatore di sovratensione SPD tipo 2 e morsettiere per il cablaggio. Bremas offre quadri cablati completi fino a 1000 Vdc con grado di protezione IP65.

Come scegliere il quadro di campo giusto per il proprio impianto FV?
La scelta dipende dal numero di stringhe, dalla tensione di sistema (600 Vdc o 1000 Vdc), dalla corrente nominale e dal tipo di installazione (interno o esterno). É verificare sempre la conformità alla norma IEC EN 60947-3 e il grado di protezione IP adeguato all’ambiente.