EuroWire Sept 2015

Articolo tecnico

Standardizzazione dei fili e dei cavi fotovoltaici 2001-2014 A cura di Faruk Yeginsoy, Leoni Struder AG

Riassunto Il presente articolo illustra l’evoluzione dal primo documento 2Pfg1169/2001 al documento 2Pfg1990/2012 redatto dalla società di certificazione tedesca TÜV Rheinland e l’influenza di quest’ultimo sulle norme nazionali negli Stati Uniti, nel Giappone e nell’Europa nonché lo sviluppo delle norme Cenelec EN50618 e IEC62930. Inoltre, l’articolo darà un’idea sulla progettazione, le combinazioni dei materiali e i processi di produzione necessari per soddisfare le norme sopra citate. In particolare, la sfida consisteva nel rispettare le varie norme contemporaneamente, come ad esempio la combinazione delle norme UL e TÜV. Verrà anche analizzato un ulteriore aspetto che consentirà di comprendere meglio le procedure specifiche di prova delle caratteristiche essenziali dei composti che influenzano la lunga vita operativa prevista per i cavi fotovoltaici. l’energia rinnovabile che ebbe inizio alla fine dello scorso secolo, incoraggiò l’industria fotovoltaica a crescere notevolmente e tale crescita a livello globale fu inarrestabile. In quell’epoca la costruzione dei sistemi fotovoltaici rappresentava un investimento costoso e a lungo termine; gli investitori non sapevano come valutare la qualità dei moduli e i clienti richiedevano la durata prevista per i moduli fotovoltaici e i sistemi fotovoltaici. C’era una forte necessità di avere una valutazione da parte di terzi che garantisse la sicurezza e la qualità dei sistemi. In quel momento TÜV Rheinland iniziò la revisione della sicurezza e della qualità 1 Introduzione L’interesse mondiale per

3 Nuovi requisiti Dopo numerosi guasti nel cablaggio, gli esperti dei sistemi fotovoltaici riconobbero che i requisiti della prima norma Pfg 1169/2004 erano stati troppo bassi. Nel 2006, un nuovo gruppo di esperti (Gruppo di lavoro del Comitato Nazionale Tedesco 411.2.3) iniziò a lavorare su una nuova versione dei “Requisiti per i cavi fotovoltaici”. Nella prima parte del lavoro, il gruppo comprendeva esperti di moduli ed esperti di cavi. L’obiettivo consisteva nel determinare il periodo di utilizzo dei fili fotovoltaici. I punti principali che furono analizzati dal gruppo di lavoro erano i seguenti: • Come si può prevedere la durata di un cavo? • Quanti anni deve durare un cavo? • Come si può stabilire l’invecchiamento di un cavo? • Com’è possibile testare il processo di invecchiamento? 3.1 L’invecchiamento del materiale è il nuovo obiettivo di studio 3.1.1 Termo-ossidazione delle poliolefine Una delle leggi chimiche elementari è la legge di Arrhenius. Questa legge descrive la correlazione fra la temperatura e la velocità del processo. L’invecchiamento termico del polimero non è altro che un processo chimico e tutti i processi chimici dipendono dalla temperatura del processo. Un aumento della temperatura di 10°C raddoppia la velocità del processo. Questo funziona anche all’inverso. La diminuzione della temperatura rallenta il processo di invecchiamento della metà (fattore di 0,5). Il valore nominale della temperatura specificato di un cavo si dovrebbe determinare in combinazione con un periodo di tempo specifico. Senza un’indicazione temporale, la temperatura nominale è inutile. Il valore nominale standard della temperatura per l’industria dei cavi europea è xxx°C a 20.000 ore.

dei moduli fotovoltaici secondo i propri requisiti. In breve tempo apparve chiaro che la qualità e la sicurezza dei moduli dipendevano dai componenti, ma vi era una carenza di norme per componenti che considerasse i requisiti dell’applicazione fotovoltaica. Ciò segnò l’origine della standardizzazione dei fili fotovoltaici. 2 Le origini Nel 2001, TÜV Rheinland in Germania inizio à collaudare i moduli fotovoltaici e notò la presenza di molti problemi dovuti ai cavi. Dal momento che non esistevano prove standardizzate specifiche per questi cavi, TÜV Rheinland creò la propria norma. Fu questa l’origine della norma 2Pfg1169:2004. Questa prima norma si basava sulla IEC60245-4:1994 (Cavi isolati con gomma – tensioni nominali fino a 450/750V - Parte 4: Cavi flessibili). A quell’epoca il cavo più utilizzato era l’H07RN-F (Gomma 60ºC–90ºC). In questa prima fase delle installazioni fotovoltaiche, nessuno si rese conto che i requisiti dei cavi fotovoltaici dovevano essere molto più elevati. 2.1 Primi guasti del cablaggio dopo pochi anni ▼ ▼ Figura 1 : Guasti di cablaggio causati dall’ozono e dalle temperature elevate

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Settembre 2015