Tra i fenomeni che possono compromettere la sicurezza di un impianto fotovoltaico, l'arco elettrico è uno dei più importanti da conoscere. Può svilupparsi in presenza di un collegamento difettoso, di un cavo danneggiato o di un problema a un connettore e, in determinate condizioni, può raggiungere temperature molto elevate e innescare un incendio.
Il rischio merita particolare attenzione negli impianti fotovoltaici perché i pannelli, quando sono esposti alla luce, producono continuamente corrente continua (DC). A differenza della corrente alternata, un arco in corrente continua può essere più difficile da interrompere spontaneamente.
Ma che cos'è esattamente un arco elettrico e come si può prevenire?
Che cos'è un arco elettrico?
Un arco elettrico è un fenomeno che si verifica quando la corrente riesce a continuare a scorrere attraverso uno spazio tra due conduttori che non sono più in contatto diretto.
In condizioni normali, l'elettricità percorre il circuito attraverso cavi e componenti progettati per condurre la corrente. Se, per esempio, un collegamento si allenta o un cavo si danneggia, può crearsi una piccola interruzione.
In determinate condizioni la differenza di potenziale può però essere sufficiente a ionizzare l'aria presente tra i due punti. L'aria diventa temporaneamente conduttiva e la corrente può continuare a passare, generando un arco elettrico.
Il problema è il calore prodotto: un arco può raggiungere temperature estremamente elevate e danneggiare rapidamente cavi, connettori e materiali circostanti.
Perché il rischio è particolarmente importante nel fotovoltaico?
Il fotovoltaico presenta una caratteristica che lo distingue da molti altri impianti elettrici: i moduli producono energia quando ricevono luce.
Questo significa che, durante il giorno, il lato in corrente continua dell'impianto può rimanere in tensione anche se l'inverter non sta funzionando.
In presenza di un guasto, quindi, l'energia elettrica può continuare ad alimentare un arco fino a quando non vengono meno le condizioni che lo sostengono.
È proprio questa caratteristica a rendere particolarmente importante la corretta progettazione e realizzazione della parte in corrente continua dell'impianto.
Come può formarsi un arco elettrico?
Le cause possono essere diverse. Una delle più frequenti è un collegamento elettrico non corretto.
Un connettore non inserito completamente, un terminale serrato in modo inadeguato o componenti non perfettamente compatibili possono creare una resistenza di contatto anomala.
Quando la corrente attraversa il punto difettoso, può produrre calore. Il deterioramento progressivo del collegamento può quindi favorire la formazione di un arco.
Anche un cavo danneggiato può rappresentare un punto critico. L'isolamento può deteriorarsi a causa di:
- esposizione prolungata ai raggi UV;
- temperature elevate;
- umidità;
- sfregamenti o danneggiamenti meccanici;
- posa non corretta;
- roditori o altri animali.
Un impianto installato correttamente deve quindi prevedere una posa dei cavi adeguata e l'utilizzo di componenti progettati per l'ambiente e le condizioni di esercizio previste.
Connettori incompatibili: un rischio da non sottovalutare
I connettori sono componenti piccoli, ma fondamentali per la sicurezza dell'impianto.
Un errore che può aumentare il rischio consiste nell'accoppiare connettori apparentemente simili ma non realmente compatibili.
Anche quando due connettori sembrano avere la stessa forma, infatti, non è detto che siano progettati per essere utilizzati insieme.
Un accoppiamento non corretto può provocare un contatto elettrico imperfetto, aumentando la resistenza e il riscaldamento del collegamento.
Per questo è fondamentale utilizzare componenti compatibili e seguire le indicazioni dei rispettivi produttori, evitando soluzioni improvvisate o assemblaggi non previsti.
Dal surriscaldamento all'incendio
L'arco elettrico non significa automaticamente che si verificherà un incendio. Il pericolo nasce però dalla quantità di calore che può essere generata nel punto in cui si manifesta.
Se l'arco interessa un cavo, un connettore o un altro componente, il calore può danneggiare ulteriormente l'isolamento e creare condizioni favorevoli alla propagazione del guasto.
Se nelle vicinanze sono presenti materiali combustibili, il fenomeno può arrivare a provocare un incendio.
Per questo, quando si parla di incendi fotovoltaici, è importante non concentrarsi esclusivamente sui pannelli: anche i collegamenti, i cavi, i connettori, i quadri e gli altri componenti elettrici devono essere considerati nella valutazione del rischio.
Quali segnali possono indicare un problema?
Un arco elettrico non è necessariamente visibile dall'esterno. Tuttavia, alcuni segnali possono indicare che qualcosa nell'impianto non funziona correttamente.
Tra questi possono esserci:
- odore di materiale bruciato;
- componenti scoloriti o deformati;
- segni di surriscaldamento;
- isolamento danneggiato;
- connettori anneriti;
- rumori anomali;
- frequenti anomalie o disconnessioni dell'inverter;
- cali di produzione non spiegati.
Non bisogna però aspettare che compaiano questi segnali per controllare l'impianto. La prevenzione deve iniziare già dalla progettazione e dall'installazione.
Come si previene un arco elettrico?
La prima forma di prevenzione è una progettazione corretta dell'impianto.
Devono essere scelti cavi, connettori, protezioni e apparecchiature adeguati alle caratteristiche dell'installazione. La posa deve essere realizzata in modo da evitare danneggiamenti meccanici e condizioni che possano compromettere nel tempo l'isolamento.
È altrettanto importante affidare l'installazione a personale qualificato.
Un impianto fotovoltaico non dovrebbe essere modificato autonomamente per aggiungere pannelli, spostare componenti o effettuare collegamenti.
Anche una modifica apparentemente semplice può alterare le condizioni elettriche dell'intero sistema.
La manutenzione può ridurre il rischio?
Sì. Un controllo periodico può permettere di individuare componenti deteriorati prima che il problema diventi più grave.
Durante le verifiche possono essere controllati, in funzione delle caratteristiche dell'impianto, lo stato dei cavi, dei connettori, dei quadri e degli altri componenti.
Anche il monitoraggio della produzione può essere utile: una variazione anomala rispetto al normale funzionamento può essere un segnale che richiede un approfondimento tecnico.
La manutenzione non deve però trasformarsi in un intervento fai-da-te. La parte elettrica dell'impianto deve essere verificata da un professionista competente.
Cosa fare se si sospetta un arco elettrico?
Se vengono rilevati fumo, scintille, odore di bruciato o segni evidenti di surriscaldamento, non bisogna cercare di intervenire direttamente sull'impianto.
È necessario allontanarsi dalla zona interessata e, in presenza di un principio di incendio o di una situazione di pericolo, contattare immediatamente i soccorsi.
È importante ricordare che i pannelli possono continuare a generare energia quando sono illuminati. Per questo un impianto fotovoltaico coinvolto in un guasto o in un incendio deve essere considerato una possibile fonte di rischio elettrico anche quando l'inverter è stato spento.
Arco elettrico: un rischio prevenibile
L'arco elettrico rappresenta uno dei fenomeni da tenere maggiormente sotto controllo nella progettazione e nella gestione di un impianto fotovoltaico.
Le sue conseguenze possono essere serie, ma il rischio può essere ridotto attraverso una combinazione di progettazione corretta, componenti compatibili e di qualità, installazione professionale, protezioni adeguate e controlli periodici.
Il punto fondamentale è quindi non aspettare che compaiano problemi.
Un impianto fotovoltaico sicuro non dipende soltanto dalla qualità dei pannelli: ogni componente, dal cavo al connettore fino all'inverter e ai dispositivi di protezione, contribuisce alla sicurezza complessiva del sistema.
