Seminario Solis, Episodio 30: Influenza dello spruzzo salino e gli ambienti ad alta umidità sui sistemi PV solari

Sfondo
L’ambiente di lavoro di un impianto PV è relativamente complesso, ed estremi ambienti come alta/bassa temperatura, umidità, spruzzo salino, sabbia pesante ed altri ambienti duri possono testare l’attendibilità e l'adattamento ambientale del sistema PV. Ci sono sempre più impianti PV in costruzione sull'acqua, nel deserto e in aree costali.

2-3 anni dopo la costruzione e l’ordinazione della centrale elettrica, estremi ambienti possono portare serie conseguenze all’attrezzatura dentro il sistema; come la scatola di distribuzione, la montatura e gli inverter.

In questa edizione del Seminario Solis, abbiamo analizzato l’impatto dello spruzzo salino e gli  ambienti ad alta umidità sul funzionamento degli impianti solari e evidenziato alcune soluzioni.

Impatto dello spruzzo salino e gli ambienti ad alta umidità

Lo spruzzo salino contiene una gran quantità di ioni di cloruro, che possono penetrare facilmente lo strato protettivo di una superficie metallica e causare una reazione elettromeccanica con il metallo di contatto causando l’errore del prodotto. Le centrali elettriche solari costruite lungo la costa sono sospettabili degli effetti di alta salinità e aria umida. Le particelle dello spruzzo salino esterno e l’aria umida  influiranno sui componenti, cavi(specialmente quelli di terra), le staffe metalliche, gli inverter e le scatole di distribuzione.

In aggiunta, gli ambienti ad alta temperatura ed alta umidità influiranno anche sul sistema PV, ad esempio:

1. Negli ambienti con maggiore escursione termica, come spiagge, monti e altre, l'acqua si evapora e condensa.

2. Ai luoghi con alta umidità ambientale, come aree lacustri, aree costali ecc, l’aria circostante è umida e tende a causare la condensazione dentro l’attrezzatura. Questo causa l’umidità interna e può portare agli incidenti di flashover.

3. Conduttori esposti sono facilmente corrosi in un ambiente con alto spruzzo salino e alta umidità, che aumenta l’impedenza e porta al povero contatto.

Figura 1: Terminali PV sono corrosi

Figura 2: Panello PV e attrezzatura di montatura metallica corrosi

Qualora la miscela salina ed il vapore d'acqua sono succhiati nella scatola di distribuzione, il terminale o l’inverter, l’accumulo a lungo comporterà la corrosione della struttura dell’attrezzatura e causerà il danno all’attrezzatura.  

Figura 3: Scheda PCB e componenti corrosi dentro l’inverter

Figura 4: Cavo PE e interno della scatola di rete corrosi

Prevenzione

1. Selezione dell’attrezzatura richiede di considerarne l’abilità protettiva

L’attrezzatura scelta deve raggiungere severi livelli anti-corrosione e protettivi. Attrezzatura come inverter e scatole di distribuzione usate in aree con alto spruzzo salino od alta umidità deve avere elevati livelli protettivi e design anti-corrosione rispetto ad altre aree. Si consiglia di usare i prodotti con la protezione di livello IP65 o più per l’inverter e la scatola di distribuzione viene galvanizzata e spruzzata con il colorante anti-corrosione, ed ermetica al 100%. Per gli inverter con la protezione a IP65, si può prevenire con l'efficacia l’umidità dall’accendere alla macchina.

In aggiunta, il PCB dell’inverter ed i componenti elettronici vengono rivestiti con la pellicola, la colla o il colorante protettivo per proteggere il circuito stampato dall’umidità, lo spruzzo salino e la muffa.

L’inverter deve superare i test di temperatura, umidità e resistenza alla corrosione.  Porre attenzione alla relativa certificazione nella Sua area.

Abbiamo anche bisogno di porre attenzione ai prodotti come cavi, staffe metalliche e scatola di giunzione. Ad esempio:

1) Scegliere i prodotti PV e l'attrezzatura di montatura metallica che è trattata con prodotti anti-corrosione.

2) Nello stesso tempo, le parti metalliche dei cavi  AC/DC/PE  non vengono esposti all’aria.

3) I terminali di cablaggio vengono schermati ed adeguati per evitare il contatto con la superficie metallica.

Trattamento protettivo durante l’installazione e la costruzione

Cavi PV, PE e AC vengono posti nei tubi PVC o sepolti nel suolo per prevenire gli effetti dell’abrasione e dello spruzzo salino;

La staffa metallica e la rete metallica di terra vengono colorite con il colorante anti-corrosione o galvanizzate, controllate e riparate ad intervallo regolare per prevenire la futura corrosione.

Attenzione speciale viene posta all’uso del “Bullone al Al/Zn” per connettere le piastre in acciaio inossidabile durante la selezione delle materie di vite al fine di prevenire la corrosione elettromeccanica imputabile al contatto tra diversi metalli.

Guarnizioni plastiche possono essere aggiunte per isolare i due metalli e prevenire la “corrosione di contatto”.

Per la scatola di giunzione o la scatola di rete, dobbiamo usare il fango refrattario al suo ingresso ed uscita per migliorare la protezione e prevenire l’ingresso del vapore d’acqua.

Riassunto 

Ambienti con nebbia salina ed alta umidità possono causare gravi problemi per la corrosione delle attrezzature dell’impianto centrale e compromettere la sicurezza, l'affidabilità ed il funzionamento a lungo della centrale elettrica. Dunque, in tali ambienti, particolare attenzione viene posta a: selezione, costruzione, funzionamento ed operazione, manutenzione dell’attrezzatura per la stabilità operativa dell’impianto PV e ridurre gli errori del sistema.