Ogni impianto fotovoltaico presenta sia prima del collegamento alla rete che durante il processo di immissione un potenziale differente rispetto alla terra. Solo un isolamento adeguato rispetto alla terra impedisce alle correnti provenienti dall'impianto fotovoltaici di riversarsi a terra, escludendo il pericolo in caso di contatto e ulteriori perdite. La corrente totale di dispersione verso terra, detta anche corrente di fuga, è la somma dei valori di dispersione dei singoli componenti dell'impianto:

• Moduli fotovoltaici

• Cavo CC

• Inverter

Lo scopo di questa misura è l’esecuzione delle misure di resistenza di isolamento dei conduttori attivi di un modulo, di una stringa, di un intero campo FV e di eventuali masse metalliche non connessi a terra in accordo alle prescrizioni della Guida CEI 82-25 e delle normative CEI 64-8 e IEC/EN62446.

E' facile intuire come una buona resistenza di isolamento relativa ai moduli fotovoltaici (si ricorda che la normativa CEI 64-8 fissa un valore minimo di isolamento pari a 1MOhm con tensioni di prova di 500V o 1000V DC) e un cattivo isolamento dei conduttori DC nel tratto moduli fotovoltaici - inverter, porti ad un malfunzionamento dello stesso con conseguente perdita di produzione di energia.

Sarà necessario quindi assicurarsi che l'isolamento sia verificato sia sui moduli fotovoltaici che lungo tutto il tratto di linea DC fino all'inverter DC/AC.

Le tipologie di misure che si possono effettuare per la verifica sono sostanzialmente di tre diversi tipi:

• Modalità CAMPO FOTOVOLTAICO: utilizzata per la misura di resistenza di isolamento di un Campo FV (generatore fotovoltaico) formato da una o più stringhe connesse in parallelo. Si esegue la misura sui poli Positivo e Negativo del campo FV  
  
  
  
  
• Modalità MASSE METALLICHE: si esegue la misura sul solo terminale “P” (positivo) visualizzando il valore minimo ottenuto della resistenza al termine del periodo di tempo di misura. Può essere utilizzato per la misura di resistenza di isolamento di più masse metalliche non collegate a riferimenti di terra  
  
  
  
  
• Modalità MODULO/STRINGA: utilizzata per la misura di isolamento esclusivamente su singoli moduli o singole stringhe FV, eseguendo automaticamente un cortocircuito tra i poli Positivo e Negativo  e realizzando la misura tra questo punto di cortocircuito e il riferimento di terra dell’installazione
  
  
  

PROVA PRATICA DI MISURA DI RESISTENZA DI ISOLAMENTO

Vengono di seguito esposti, a titolo illustrativo, i risultati di misura reali ottenuti su un piccolo impianto fotovoltaico della potenza di 5,0 kWp formato da n.ro 2 stringhe da 10 e 11 moduli fotovoltaici. Nello specifico è stata verificata la presenza di una riduzione di isolamento proprio nel tratto di collegamento tra moduli fotovoltaici e convertitore DC/AC. Questa perdita di isolamento, dovuta a una non corretta posa e protezione meccanica dei cavi DC comportava un malfunzionamento dello stesso inverter che misurava uno scarso isolamento DC sulle due stringhe in ingresso.

• Viene prima eseguita una misura di isolamento con la modalità MODULO/STRINGA (prima illustrato) su ogni singolo modulo fotovoltaico presente sull'impianto. La prova viene eseguita con tensione test di 1000 VDC. Come si può osservare lo strumento rileva un ottimo isolamento tra i poli + e - dei moduli fotovoltaici:

Si nota una Resistenza di isolamento maggiore ai 200 MOhm ai poli positivo e negativo del modulo fotovoltaico.
Una tensione pari a 0V tra i poli P (positivo del modulo) e E (riferimento di terra della prova). E una tensione di 34V tra i poli PN.
La tensione di prova reale risulta essere di 1058V.

• E' stata poi eseguita una misura di resistenza di isolamento sull'intera stringa fotovoltaica composta da n.ro 10 moduli in serie, nelle immediate vicinanze del campo fotovoltaico ovvero prima dei cavi di connessione campo/inverter (circa 20 metri).
  

Anche in questo caso si può osservare che:
Resistenza di isolamento dell'intera stringa maggiore di 200 MOhm.

Tensione tra i poli P ed E di -4V (sull'intera stringa di 10 moduli). Tensione di 333V tra i poli PN.
La tensione di prova reale risulta essere di 1058V.

Quindi anche considerando l'intera stringa fotovoltaica è stata rilevata una buona resistenza di isolamento del campo fotovoltaico.

• E' stata infine verificata la resistenza di isolamento delle due stringhe fotovoltaiche rispettivamente da 10 e 11 moduli nei pressi del loro ingresso al convertitore DC/AC. Quindi viene preso in considerazione dalla misura anche il tratto DC di collegamento moduli/inverter (circa 20m in questo caso).
  

Come si può osservare in questo caso lo strumento rileva una perdita di isolamento rispetto alle misure precedenti. 

Resistenza di isolamento dell'intera stringa maggiore di 49 e 54 MOhm.

Tensione tra i poli P ed E di -42V (stringa 1) e -49V (stringa 2). Tensione di 341V e 376V tra i poli PN delle due stringhe.
La tensione di prova reale risulta essere di 1058V e 1059V.

Le possibili cause della perdita di isolamento del tratto di cavo DC tra moduli e inverter può essere causato da una bassa protezione meccanica dei cavi, tubazioni non perfettamente a tenuta stagna ecc.ecc.

VALORI PRESCRITTI DALLE NORME PER LA RISO (RESISTENZA DI ISOLAMENTO) 

Per Riso si applicano le seguenti norme:

•    Per moduli fotovoltaici (DIN EN 61646; DIN IEC 61215):

Per m² di superficie del modulo: Riso > 40 M Ω m²

Ciò significa che un modulo fotovoltaici con una superficie di 1 m² deve presentare una resistenza di isolamento di almeno 40 M Ω , mentre per un modulo fotovoltaici con una superficie di 2 m² la resistenza richiesta sarà pari ad un minimo di soli 20 M Ω .

•    Per inverter non isolati elettricamente (privi di trasformatore) secondo la norma DIN VDE 0126-1-1:

L'inverter, nella sua funzione di cuore di un impianto fotovoltaico, controlla la resistenza di isolamento di tutto l'impianto (tutti i moduli fotovoltaici, cablaggio CC, installazione e inverter). Questa funzione è molto importante per gli impianti fotovoltaici non isolati elettricamente dalla rete, poiché un singolo cortocircuito è già in grado di causare danni materiali o lesioni personali.

Poiché in tali casi è determinante l'intensità delle correnti, il valore Riso prescritto dipende dalla tensione di ingresso massima dell'inverter.

Secondo DIN VDE 0126-1-1: Riso > 1 k Ω /V, ma almeno 500 k Ω .

In merito alla resistenza di isolamento degli impianti fotovoltaici dotati di isolamento elettrico dalla rete, la norma DIN VDE 0126-1-1 non contempla alcuna prescrizione.

RISO DI PIU' MODULI FOTOVOLTAICI

In un impianto fotovoltaici le resistenze di isolamento di tutti i moduli fotovoltaici di un inverter rappresentano un collegamento in parallelo verso terra e si sommano in maniera reciproca:

  

In caso di moduli fotovoltaici identici tale equazione si semplifica in:

  

La resistenza complessiva dell'impianto fotovoltaico è inversamente proporzionale al numero dei moduli fotovoltaici collegati.

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Attenzione: in data 07/11/2011 il CEI ha pubblicato (già in vigore) la variante V1 alla Guida CEI 82-25. 

Sottolineamo quindi l'importanza della conformita degli strumenti utilizzati per le verifiche tecniche sui moduli fotovoltaici alle nuove norme CEI 82-25 variante V1 e che eventuali misure condotte con strumenti NON conformi comporterà l'esecuzione di misure NON conformi alla normativa vigente. Quindi le verifiche non risulteranno utilizzabili per eventuali fini legali o di richiesta riparazione/sotituzione in garanzia verso la casa produttrice.