EuroWire Sept 2015

Articolo tecnico

Solo nel 2008, il tipo PV fu menzionato per la prima volta nella norma NEC2008. I fili richiesti in questa edizione erano del tipo USE-2 o PV. Va citata l’accettazione delle dimensioni metriche dei conduttori nella norma UL4703. Nel 2010, UL pubblicò la quarta edizione della norma UL4703, che costituisce la versione applicabile fino ad oggi. In questa edizione si trova la norma di riferimento UL 44 “Fili e cavi isolati con materiale termoindurente”. 3.3.1 Differenze rispetto alla norma TÜV 1169/2007.8 Le differenze significative fra le norme UL e TÜV sono le seguenti: • I composti alogenati sono consentiti nella norma UL4703 • La prova di infiammabilità UL1581-1060 è più esigente rispetto alla norma IEC60332-1 • Non vi è alcuna differenza fra CC e CA nella norma UL4703 • Sono consentiti 1.000V (o 2.000V), valori più orientati verso il futuro • I fili di alluminio sono consentiti nella norma UL4703 • Non vi è alcuna distinzione fra U0/U nella norma UL4703 4 Nuova sfida per l’industria del cavo 4.1 Cavi approvati da TÜV e UL 2006-2013 Nel 2006 i fabbricanti di moduli iniziarono a pensare globalmente. Il nuovo requisito di commercializzazione era rappresentato dalla fabbricazione di un tipo di modulo fotovoltaico con tutte le necessarie approvazioni per venderlo in tutti i mercati. La sfida consisteva nel creare un cavo che potesse combinare le opposte specifiche di UL PV / USE-2) e TÜV 1169. In particolare, era necessario superare le seguenti discrepanze: • I composti privi di alogeni sono altamente caricati di minerali ritardanti di fiamma. Le proprietà fisiche richieste da UL costituiscono una sfida per questo tipo di composti • Superare la prova di infiammabilità richiesta da UL è facile per i composti alogenati, ma è difficile per i composti privi di alogeni ▲ ▲ Figura 2 : Definizione di U 0 /U MASSA

sulla resistenza ai raggi UV. La gestione adeguata dei parametri della macchina rappresenta il fattore chiave critico per ottenere i migliori risultati. Il nerofumo è presente nella norma EN50290 (“Cavi di comunicazione. Regole generali di progettazione e costruzione”) come requisito obbligatorio per cavi di comunicazione che vengono utilizzati all’esterno. 3.2 Punti fondamentali dei nuovi requisiti nel 2007 Il punto fondamentale della nuova versione della norma Pfg1169/2007.8 è la prova di resistenza allo shock termico secondo la norma IEC60216 “Materiali isolanti elettrici – Proprietà di resistenza alla sollecitazione termica” (120°C/20.000 ore). Nell’applicazione di questa norma, si suppone che esista una relazione quasi lineare fra il logaritmo del tempo, richiesto per causare un determinato cambio di proprietà (meno del 50 per cento di allungamento a rottura) e il valore reciproco della temperatura assoluta corrispondente. Questa prova deve essere realizzata almeno a tre diverse temperature. La temperatura più elevata deve essere selezionata per arrivare a un punto finale non inferiore a 100 ore e la temperatura più bassa per dare il risultato previsto non prima di 5.000 ore. Si deve tracciare una linea retta per collegare i vari punti registrati. Prolungando la linea fino a che intersechi le 20.000 ore sull’asse delle ordinate (logaritmo del tempo), è possibile determinare il valore nominale della temperatura sull’asse delle ascisse (temperatura assoluta reciproca). Altri punti essenziali sono: • I materiali utilizzati devono essere privi di alogeni • I conduttori utilizzati devono essere conformi alla norma IEC 60228 classe 5 • I cavi e i fili devono essere conformi alla norma IEC60332-1-2 (prova della fiamma verticale) Il risultato di questo lavoro è stato pubblicato dall’organismo di normalizzazione VDE come: • VDE-AR-E 2283-4 “Requisiti per cavi di sistemi fotovoltaici” E da TÜV come: • TÜV 2Pfg1169/2007.8 “Requisiti per cavi da utilizzare in sistemi fotovoltaici” 3.3 Specifiche per fili fotovoltaici di UL Nel 2005 UL pubblicò la prima edizione della norma 4703. UL creò il primo tipo di cavo fotovoltaico “PV”. Questa norma si basava sulla norma UL854 (Cavi di ingresso di servizio). Tuttavia nel 2005, la norma NEC2005 (Articolo 690) richiedeva cavi del tipo USE, USE-2, UF e SE.

La vita utile standard dei moduli fotovoltaici dell’industria fotovoltaica è di 25 anni, corrispondenti approssi- mativamente a 150.000 ore. La temperatura ambiente presunta è di 90°C; pertanto il valore nominale minimo della temperatura dovrebbe essere di 90°C/150.000 ore. Normalizzato secondo il tempo standard industriale di 20.000 ore, il nuovo valore nominale della temperatura dovrebbe essere di 120°C/20.000 ore. 3.1.2 Foto-ossidazione La luce del sole contiene una gran quantità di radiazioni ultraviolette. Queste radiazioni assorbite da un materiale polimerico ne provocano il deterioramento. L’energia può essere sufficiente per causare la rottura del polimero instabile e, dopo un certo periodo di tempo, modificarne i componenti. I materiali polimerici che si devono esporre alle radiazioni ultraviolette per periodi prolungati, dovrebbero essere realizzati con composti polimerici adeguatamente stabilizzati per tali condizioni ambientali. I polimeri poliolefinici di base sono caratterizzati da una durata limitata all’esterno. Tuttavia, la maggior parte dei cavi solari realizzati con materiali poliolefinici colorati (non neri), fabbricati attualmente contengono un pacchetto di stabilizzazione ultravioletta che risulta soddisfacente per un periodo di tempo limitato di 5-10 anni. Per una vita operativa prolungata all’esterno, le poliolefine dovrebbero essere formulate con un minimo di 2,5 per cento di nerofumo finemente disperso. L’introduzione del nerofumo nelle poliolefine aumenta considerevolmente la resistenza ai raggi ultravioletti. Il nerofumo funge da elemento di assorbimento dei raggi ultravioletti e protegge la poliolefina dai danni causati dalle radiazioni ultraviolette. Ad oggi non è nota alcuna correlazione fisica o chimica applicabile per estrapolare una prova di resistenza agli agenti atmosferici accelerata fino alla vita utile dei cavi. La durata delle prove realizzate secondo le norme (UL e TÜV) è di 720 ore, e i risultati non possono essere estrapolati sulla base di una formula matematica. Queste prove forniscono solamente dei risultati comparabili, ma nessun dato reale circa la durata effettiva. Come dimostrato in 40 anni di esperienza all’esterno con cavi di comunicazione rivestiti di polietilene, l’aggiunta del 2,5 per cento di nerofumo finemente disperso consente una protezione dai raggi ultravioletti per oltre 25 anni. La dispersione del nerofumo costituisce parte integrante del processo di estrusione della guaina, che ha un impatto elevato

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Settembre 2015