Sistemi di connessione per impianti fotovoltaici

SISTEMI DI CONNESSIONE –

Dal modulo fotovoltaico alle scatole di giunzione, Compel sviluppa una linea completa di connessioni che soddisfa le esigenze di realizzazione di un impianto fotovoltaico.

Dopo avere maturato un consistente know-how nella progettazione e nella produzione di sistemi di interconnessione per impianti di telecomunicazione, Compel ha deciso di applicare le proprie competenze al settore fotovoltaico, sviluppando una linea completa di connessioni dedicate agli impianti fotovoltaici. I principali componenti necessari alla realizzazione di un impianto sono il modulo fotovoltaico, le scatole di giunzione, chiamate più comunemente "Junction Box", i cavi di interconnessione, i connettori dedicati e previsti per un impiego in ambiente esterno e l'inverter. Il modulo fotovoltaico è il il componente base dei sistemi fotovoltaici e si ottiene collegando in serie più celle elementari di silicio. In base alla tensione necessaria, diversi moduli possono essere collegati in serie formando una "stringa"; inoltre, in funzione della potenza richiesta, più "stringhe" possono essere collegate in parallelo. Questa rete costituisce il generatore di energia: per rendere questa energia disponibile all'utilizzatore, cioè l'inverter, è necessario un sistema integrato di interconnessione che deve presentare particolari caratteristiche in termini di prestazioni e di affidabilità e deve essere conforme alle normative internazionali IEC 61215 e IEC 61730.

Il ruolo della Junction Box
La scatola di giunzione, detta anche Junction Box, è un dispositivo, montato sul retro del modulo fotovoltaico, che consente la connessione di più moduli fra loro, realizzando così le opportune configurazioni serie/parallelo.
Le Junction Box sviluppate da Compel, CBox12 e CBox15, caratterizzate da dimensioni contenute e da peso ridotto, sono state sviluppate sulle base delle esigenze dei principali produttori europei di moduli fotovoltaici mono e policristallini. Inoltre questi dispositivi, progettati e fabbricati interamente in Italia, potranno essere usati anche con i moduli a film sottile di prossima generazione. Compel ha prestato particolare attenzione al progetto e all'utilizzo di materiali di elevata qualità. Per evitare problemi di corrosione, è stata svolta un'analisi approfondita relativa ai materiali metallici da accoppiare fra loro - dai ribbon al gruppo molle, ai conduttori dei cavi - che ha stabilito la necessità di mantenere l'indice anodico entro 0,15 V.
La geometria delle molle è tale per cui tutte le connessioni elettriche si possono eseguire rapidamente, utilizzando solo un comune cacciavite, di normale dotazione agli installatori. Inoltre, per facilitarne l'installazione e il riciclaggio, in accordo con la normativa Weee, tutte le parti costituenti la Junction Box sono assiemate senza viti, mediante fissaggi "elastici" protetti da urti che ne potrebbero provocare la rottura o lo sgancio accidentale.
Le scatole di giunzione CBox12 e CBox15 di Compel sono conformi alla normativa Rohs e sono certificate TUV secondo la Normativa DIN V VDE V 0126-5/05.08, mentre è in corso la certificazione UL. Il design brevettato, la sistemazione dei cablaggi e lo specifico alloggiamento temporaneo dei connettori, permettono un facile posizionamento manuale o automatico delle CBox12 e CBox15 ed un'eventuale automazione del test elettrico dei pannelli mediante un simulatore di irradiazione solare. Tutti i dispositivi di Compel vengono controllati e testati elettricamente al 100% prima di essere immessi sul mercato, allo scopo di garantirne la massima qualità.

Cavi di interconnessione e connettori
I cavi utilizzati per l'interconnessione sono cavi unipolari a doppio isolamento, resistenti ai raggi UV e in grado di operare in un campo di temperatura generalmente compreso fra -40 e +120 °C. È importante sottolineare che Compel adotta per le proprie scatole di giunzione dei cavi certificati TUV di sezione 4 mm2, sviluppati specificamente per il settore fotovoltaico e pertanto idonei all'impiego nelle diverse zone climatiche, con le più svariate condizioni ambientali. I connettori sono componenti fondamentali dell'impianto, in quanto devono garantire un corretto e duraturo accoppiamento elettrico tra i vari moduli e l'inverter, mantenendo inalterata negli anni la prevista qualità della connessione. Una caratteristica fondamentale di questo tipo di interconnessione è la resistenza di contatto, che deve essere la più bassa possibile, in modo da avere una limitata sovratemperatura delle giunzioni e una maggior potenza trasferita all'utilizzatore. I connettori Compel per impianti fotovoltaici sono costituiti da un corpo plastico con elevate caratteristiche meccaniche, grazie all'utilizzo di materiali specificatamente sviluppati per applicazioni fotovoltaiche e di contatti metallici maschi e femmina ottenuti dal pieno mediante tornitura, quindi particolarmente adatti alle correnti in gioco.
Riguardo a quest'ultimo aspetto Compel ha utilizzato la sua pluriennale esperienza nel campo dei connettori di potenza, con diversi prodotti professionali sviluppati per i settori delle telecomunicazioni (connessioni di alimentazione) e  per l'industriale. I contatti e le molle di ritenzione sono realizzati con forme e materiali che consentono nel contempo una bassa forza di inserzione e stabilità nel tempo delle prestazioni. La connessione del cavo al contatto si ottiene mediante crimpatura, realizzata con pinze manuali o tramite macchine automatiche. Come ulteriore garanzia, questi connettori sono inoltre dotati di un sistema di aggancio/sgancio del tipo a "scatto elastico", che assicura un innesto rapido e sicuro e che evita sganciamenti accidentali.
Anche i i connettori Compel sono certificati TUV secondo la normativa DIN V VDE V 0126-3/12.06, ed è in corso la certificazione UL.
                                   
Un sistema veloce e sicuro
Interessanti accorgimenti sono stati introdotti da Compel per rendere veloce e sicuro l'utilizzo di questo sistema di connessione. In particolare sono state ricavate due "ali" ai lati della Junction Box, allo scopo di alloggiare i connettori e permettere il montaggio e collaudo in automatico. Inoltre, il corpo della Junction Box è stato studiato per ospitare dei cablaggi arrotolati, in modo di avere una sistemazione pulita e ordinata. Va poi detto che tutti i terminali dei cavi vengono prestagnati prima della intestazione e che, nell'ambito del collaudo elettrico (effettuato al 100%) la resistenza di contatto viene misurata con il sistema a 4 fili, per una maggior precisione. Il laboratorio metrologico (meccanico, elettrico e chimico/fisico), di cui Compel dispone al suo interno, è stato assolutamente determinante nelle scelte e nelle verifiche progettuali, nonché nelle prove e misure propedeutiche alla certificazione formale TUV.

Le caratteristiche del sistema di interconnessione Compel

- Campo di temperatura: da -40 a +85 °C
- Dimensioni: 173 x 160 x 29 mm
- Peso: 365 gr
- Materiale: Pc (specifico per applicazioni fotovoltaiche, con ottima resistenza ai raggi UV: classe f1)
- Grado di autoestinguenza: UL94-V0
- Materiale specificatamente studiato per applicazioni fotovoltaiche, con ottima resistenza ai raggi UV: classe f1
- Impermeabilità della Junction Box a norme IP65 (protezione totale contro la polvere e contro getti d'acqua da ogni lato)
- Impermeabilità dei connettori a norme IP67
- Valvola osmotica per equalizzare le differenze di pressione
- Diametro cavi esterni: 5,9 ÷ 6,5 mm
- Sezione conduttori: 4 mm2
- Lunghezza cavi: 1.000 mm (+) / 1.200 mm (-) (altre lunghezze su richiesta)
- Larghezza piattina (ribbon): 8 mm max
- Diodo 12 A: corrente di corto-circuito 8 A a 85°C
- Diodo 15 A: corrente di corto-circuito 10 A a 85°C
- VDC: 1.000 V
- Resistenza di contatto: < 5 mohm
- Resistenza di isolamento (TUV 2 Pfg 1162/07.2007): > 1 Gohm

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