Come dimensionare i fusibili in un sistema fotovoltaico

I fusibili e gli interruttori automatici vengono utilizzati principalmente per proteggere il cablaggio del sistema dal surriscaldamento e dall’incendio. In secondo luogo, vengono utilizzati anche per proteggere i dispositivi dall’incendio o dal danneggiamento più grave in caso di cortocircuito. Un buon esempio è una batteria al piombo acido da 12V. Ad esempio, se si verifica un cortocircuito nell’inverter AC/DC, un fusibile tra esso e la batteria impedirà una possibile esplosione della batteria e interromperà il circuito abbastanza velocemente da evitare che i cavi prendano fuoco o si surriscaldino pericolosamente. In questo caso, la batteria, i cavi e l’inverter AC/DC verranno disabilitati in modo sicuro dal fusibile.

Dimensionamento fusibili fra regolatore di carica e banco batterie

Sempre di più, gli individui si stanno muovendo verso modi di vivere più ecologici e sostenibili. Un modo alla moda per farlo è investire in pannelli solari fai-da-te per produrre energia verde per la casa e persino per le attività all’aperto, come il campeggio. Sapere come cablare correttamente il tuo sistema è fondamentale per proteggerlo ed estenderne la longevità.

Uno dei punti più importanti per installare un fusibile nel tuo sistema di pannelli solari è tra il controller di carica e il pacco batteria in quanto riduce il rischio di surriscaldamento dei cavi e potenziale guasto del sistema. Se stai installando i tuoi pannelli solari, il modo migliore per proteggere il tuo impianto fotovoltaico è utilizzare i fusibili nei punti chiave dell’installazione.

Vuoi assicurarti che il tuo sistema disponga di fusibili sufficienti per proteggere i circuiti tra i pannelli solari e le batterie, nonché quelli tra le batterie e ciascuno dei carichi elettrici di cui ha bisogno per la manutenzione.

Ci sono alcuni punti in un sistema solare in cui è necessario utilizzare un fusibile, di cui il principale è tra il controller di carica e il banco batteria. Tuttavia, avrai anche bisogno di un fusibile tra il regolatore di carica e i pannelli solari stessi.

Le dimensioni dei fusibili dovrebbero essere sufficienti per gestire la corrente massima che ci si può aspettare da ciascun circuito. Tuttavia, dovrebbe anche essere abbastanza piccolo da proteggere la parte elettrica del sistema che ha l’amperaggio più basso. Se i tuoi fusibili sono troppo grandi, non saranno in grado di proteggere alcune apparecchiature dell’impianto elettrico.

Per determinare la dimensione del fusibile richiesto tra il regolatore di carica e il banco di batterie, è sufficiente abbinare l’amperaggio previsto dal controller di carica. Ad esempio, se possiedi un regolatore di carica da 40 Amp, ti consigliamo di utilizzare un fusibile da 40 Amp.

Sono disponibili due diversi tipi di regolatori di carica. Il primo è un controller di carica PWM (Pulse Width Modulation) e l’altro un controller di carica MPPT (Maximum Power Point Tracking).

La più grande differenza tra loro è che con il controller di carica PWM, la corrente assorbita dal pannello sarà leggermente superiore alla tensione della batteria. Un regolatore di carica MPPT assorbirà la tensione massima della corrente dal pannello.

Se si utilizza un controller di carica a modulazione di ampiezza di impulso (PWN), il numero più alto di ampere che fluiscono da e verso il controller sarà lo stesso; pertanto, anche le dimensioni del fusibile e del cavo possono essere le stesse.

Per risolverlo, devi sapere qual è l’amperaggio del tuo controller di carica. La dimensione del fusibile corrisponderà a questo numero, quindi, ad esempio, se si dispone di un controller di carica da 50 A, sarà necessario un fusibile da 50 A.

Tuttavia, se stai utilizzando un controller di carica MPPT, dovrai consultare il manuale del controller di carica per la dimensione esatta del fusibile necessario, poiché questo tipo di controller può abbassare la tensione e aumentare la corrente che scorre tra il controller e la batteria.

Dimensionamento fusibili fra pannelli fotovoltaici e regolatore di carica

Il secondo fusibile tra i pannelli solari e il controller di carica è in qualche modo diverso da capire. La dimensione di questo fusibile dipende da quanti pannelli solari hai e da come sono collegati (serie, parallelo o serie/parallelo).

Se i pannelli sono collegati in serie, viene aggiunta la tensione di ogni pannello ma l’amperaggio rimane lo stesso. Ad esempio, se si hanno quattro pannelli da 100 W collegati in serie, ciascuno dei quali produce 20 volt e 5 ampere, l’uscita totale sarebbe di 80 volt e 5 ampere.

Quindi prendiamo l’amperaggio totale e lo moltiplichiamo per un fattore di sicurezza del 25% (5A x 1,25) dandoci la valutazione del fusibile di 6,25A o 10A se arrotondiamo per eccesso.

Se si dispone di una connessione parallela, in cui viene sommato l’amperaggio dei pannelli, ma la tensione rimane la stessa, è necessario sommare l’amperaggio di ciascun pannello e quindi aggiungere una regola del settore del 25% per determinare la dimensione del fusibile.

Ad esempio, se avessi quattro pannelli da 100 W agganciati in una connessione parallela, ogni pannello produce circa 5 A, quindi useremmo questa equazione (4 * 5 * 1,25) = 28,75 A, quindi in questo caso consigliamo un fusibile da 30 A.

I pannelli solari commerciali con più di 50 watt hanno fili AWG 10 e possono gestire correnti fino a 30 ampere. Se questi pannelli sono collegati in serie, la corrente non aumenterà, quindi la stringa non ha bisogno di essere protetta da un fusibile.

Quando si collegano i pannelli in parallelo, questo non è il caso, perché quando sono collegati in parallelo le correnti del sistema si sommano.

Ad esempio, se si dispone di 4 pannelli, ciascuno dei quali può fornire fino a 15 A di corrente, un cortocircuito in un pannello farà fluire tutti i 60 A di corrente al pannello in cortocircuito. Ciò farà sì che i cavi che conducono al pannello superino di gran lunga i 30 ampere, il che potrebbe causare l’incendio della coppia di cavi.

Se si tratta di un pannello parallelo, ogni pannello necessita di un fusibile da 30 amp. Se il tuo pannello ha una potenza inferiore a 50 watt e usi solo un cavo calibro 12, hai bisogno di un fusibile da 20 amp.

Dimensionamento fusibili fra l’inverter e la batteria

L’ultimo fusibile che suggeriamo nel sistema sarebbe se si utilizza un inverter. Il cablaggio e la fusione dalla batteria all’inverter AC/DC sono fondamentali perché è qui che può fluire la corrente massima. Questo fusibile sarebbe tra l’inverter e la batteria.

La dimensione del fusibile è normalmente indicata nel manuale ed è probabile che la maggior parte degli inverter disponga di fusibili/interruttori automatici integrati sui lati di ingresso e di uscita (CA) del dispositivo.

La regola pratica che usiamo qui sarebbe “Watt continui / voltaggio della batteria 1,25: ad esempio un tipico inverter da 1000 W a 12 V assorbe circa 83 ampere continui e aggiungeremmo il fattore di sicurezza del 25% che arriva a 105 ampere, quindi suggerirei un fusibile da 150A.

Un inverter da 400, 750, 1000, 1500, 2000, 3000 watt richiederebbe rispettivamente fusibili da 40 A, 75 A, 100 A, 150 A, 200 A, 300 A. Ricorda che la dimensione del fusibile varia anche in base alla tensione dell’inverter. Gli inverter da 12V, 24V, 48V hanno requisiti diversi.

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