La diffusione delle energie rinnovabili ha reso molto comuni gli impianti cosiddetti «prosumer», ovvero caratterizzati da compresenza di utenza passiva (carichi quali motori, illuminazione, etc) e utenza attiva (generatore, ad esempio impianto fotovoltaico).
Negli impianti «prosumer» possono essere riscontrate problematiche dovute ad eccessivo innalzamento della tensione quando la generazione è preponderante. Ad esempio, quando l’inverter del fotovoltaico è a piena potenza, si riscontra un aumento della tensione che può mettere in difficoltà le utenze più sensibili e/o lo stesso inverter che ha «causato» la situazione di sovratensione permanente.
In realtà la problematica è dovuta alla presenza di un’eccessiva impedenza di linea, come illustrato qui nel seguito, dove con POD è indicato il punto di consegna dell’energia, con U è indicato l’insieme delle utenze passive, e con G il generatore.
Individuiamo con VS la tensione al secondario del trasformatore, con VPOD la tensione al punto di consegna, con Z l’impedenza della linea di alimentazione, e con ΔV la caduta di tensione ai capi dell’impedenza di linea.
Valutiamo cosa succede nelle situazioni di funzionamento o con solo utenze passive o con solo il generatore: sono le due condizioni «estreme» che determinano le peggiori situazioni di fluttuazione della tensione. Il funzionamento delle sole utenze passive infatti comporta il massimo abbassamento della tensione VPOD, in particolare quando avviene nelle ore di punta dei giorni lavorativi. Il funzionamento con il solo generatore comporta il massimo innalzamento della tensione VPOD, in particolare quando avviene in pieno giorno nelle giornate festive (ftv) oppure di notte (eolico), condizioni che solitamente vedono la tensione di rete a valori già alti a causa delle ridotte cadute di tensione in rete.
Consideriamo la situazione a), ovvero quando funzionano solo le utenze passive
La tensione VS è imposta dalla rete, e supponiamo che sia costante nel tempo (in realtà la tensione di rete ha delle variazioni, che possono creare ulteriori problemi). La tensione VPOD ricevuta dall’utente al punto di fornitura sarà pari a VS – ΔV.
Se la linea di alimentazione è debole, l’impedenza di linea Z sarà dunque elevata, e di conseguenza la cdt ΔV: il valore di VPOD potrebbe allora risultare eccessivamente basso, al di sotto del valore minimo permesso dalla CEI EN 50160 ovvero Vn –10%. La cdt ΔV è proporzionale alla corrente di linea, e quindi il problema sarà più grave quando i carichi funzionano a piena potenza.
Il gestore della rete potrà allora operare sul trasformatore MT/bt di alimentazione aumentando il valore di VS affinchè il valore di VPOD rientri nel limite ammesso. Tale modifica dovrà tener conto che in caso di carico sostanzialmente nullo avremo VPOD = VS, quindi VS non potrà essere aumentato eccessivamente, pena avere una tensione VPOD oltre il limite superiore ammesso dalla CEI EN 50160, ovvero Vn +10%.
Consideriamo ora la situazione b), ovvero quando funziona solo il generatore.
In questo caso la corrente fluisce verso monte, e quindi la cdt ΔV si inverte. Poiché VS è imposto dalla rete, avremo VPOD = VS +ΔV.
In presenza di linea debole, l’innalzamento di VPOD può dunque risultare fastidioso, e creare problemi alle utenze e/o al generatore (ad esempio l’inverter del ftv può andare in blocco per intervento della protezione di massima tensione).
La situazione può essere ulteriormente aggravata, se il gestore di rete ha alzato VS per compensare la cdt ΔV come spiegato in a).
Come risolvere questa problematica?
La soluzione impiantisticamente più semplice è quella di installare uno stabilizzatore di tensione ORTEA appena a valle del POD.
Lo stabilizzatore di tensione ORTEA è in grado di gestire il flusso di energia bidirezionalmente. Renderà stabile al valore nominale Vn la tensione del punto di consegna.
Per dimensionare correttamente lo stabilizzatore, deve essere noto:
- Il valore massimo di KVA che deve essere gestito, in assorbimento o in generazione.
- La fluttuazione della tensione, ovvero il valore minimo ed il valore massimo.
Lo stabilizzatore ORTEA deve essere collegato con i morsetti di ingresso verso il contatore ed i morsetti di uscita verso i carichi, e deve essere più a monte sia dei carichi passivi che del generatore.
|
|
|
Il corretto rifasamento dei carichi (ed eventualmente del generatore, se avesse un fabbisogno di potenza reattiva) aiuta a ridurre l’ abbassamento della tensione quando i carichi sono a pieno regime. Il rifasatore dovrà essere collegato a valle dello stabilizzatore.
Ricordiamo che tutti gli stabilizzatori ORTEA sono in grado di funzionare correttamente nelle situazioni descritte sopra, senza la necessità di versioni particolari o accessori (e costi) aggiuntivi.
Scarica questo articolo in PDF