ITTO20110616A1 - SYSTEM FOR SAFETY SOLAR SYSTEMS. - Google Patents

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ITTO20110616A1
ITTO20110616A1 IT000616A ITTO20110616A ITTO20110616A1 IT TO20110616 A1 ITTO20110616 A1 IT TO20110616A1 IT 000616 A IT000616 A IT 000616A IT TO20110616 A ITTO20110616 A IT TO20110616A IT TO20110616 A1 ITTO20110616 A1 IT TO20110616A1
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IT
Italy
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string
œsâ
voltage
switches
safety
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IT000616A
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Italian (it)
Inventor
Enrico Bianconi
Harald Hauf
Didier Rossi
Original Assignee
Ehw Res S A S
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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Description

TITOLO: SISTEMA PER LA MESSA IN SICUREZZA DI IMPIANTI SOLARI TITLE: SYSTEM FOR SECURING SOLAR SYSTEMS

-------La presente invenzione si riferisce ad un sistema per la messa in sicurezza di uno o più impianti solari, preferibilmente fotovoltaici, atto a sezionare elettricamente porzioni di detto impianto, al fine di ottenere ai capi di detti pannelli, una tensione bassa di sicurezza perfettamente compatibile con le norme di sicurezza elettrica. ------- The present invention refers to a system for securing one or more solar systems, preferably photovoltaic ones, suitable for electrically dissecting portions of said system, in order to obtain a safety low voltage perfectly compatible with electrical safety standards.

Nel settore della generazione elettrica fotovoltaica, si ha la consuetudine di avere moduli fotovoltaici o pannelli di tensione relativamente bassa, i quali vengono connessi in serie, ottenendo delle stringhe. Tipicamente la tensione di un solo modulo o pannello e’ sufficientemente bassa da essere considerata sicura. Infatti, ogni modulo fotovoltaico à ̈ conforme alle normative di sicurezza generando, in uso, una tensione ai propri capi normalmente inferiore ai 40Vdc. In the photovoltaic electricity generation sector, it is customary to have photovoltaic modules or panels of relatively low voltage, which are connected in series, obtaining strings. Typically the voltage of a single module or panel is low enough to be considered safe. In fact, each photovoltaic module complies with safety regulations by generating, in use, a voltage at its ends normally lower than 40Vdc.

La connessione in serie dei vari moduli in stringhe fa si che, ai capi di detta stringa, si possa raggiungere, in uso, tensioni elevate. I valori di dette tensioni elevate sono direttamente proporzionali al numero di pannelli connessi in serie. Ad esempio, la realizzazione di un tipico impianto fotovoltaico, in ambito domestico, di 3kWp comporta la connessione, in serie, di circa dodici moduli fotovoltaici, realizzando una stringa che, in uso, avrà ai propri capi una tensione di circa 420Vdc. The series connection of the various modules in strings means that high voltages can be reached at the ends of said string. The values of said high voltages are directly proportional to the number of panels connected in series. For example, the construction of a typical photovoltaic system, in the home, of 3kWp involves the connection, in series, of about twelve photovoltaic modules, creating a string which, in use, will have a voltage of about 420Vdc at its ends.

Negli impianti di realizzazione classica, quando la stringa à ̈ irradiata dai raggi solari, ai capi di detta stringa si avrà sempre una tensione elevata, senza la possibilità di disabilitare, in sicurezza, la generazione della tensione stessa, ad esempio in caso di pericolo. In traditional systems, when the string is irradiated by the sun's rays, there will always be a high voltage at the ends of said string, without the possibility of safely disabling the generation of the voltage itself, for example in case of danger.

Le direttive di sicurezza elettrica, ad oggi, prevedono l’inserimento di un interruttore in corrente continua “DC†tra l’impianto fotovoltaico, composto da detti moduli, e l’ingresso di un inverter per la generazione di tensione alternata, compreso negli impianti fotovoltaici. Questa soluzione à ̈ atta solamente a mettere in sicurezza l’inverter, ma lascia l’impianto fotovoltaico, in uso, sotto tensione. The electrical safety directives, to date, provide for the insertion of a direct current switch â € œDCâ € between the photovoltaic system, consisting of these modules, and the input of an inverter for the generation of alternating voltage , included in photovoltaic systems. This solution is only suitable for securing the inverter, but leaves the photovoltaic system, in use, live.

In caso di incendio diurno di un edificio dotato di un impianto fotovoltaico, nonostante venga scollegata l’alimentazione di rete, e aver messo in sicurezza l’inverter, detto impianto avrà ai suoi capi una tensione elevata. Infatti, detta tensione risulta potenzialmente pericolosa per gli addetti allo spegnimento degli incendi poiché, ad esempio, può generare una corrente condotta tramite l’acqua, versata per domare l’incendio stesso. In the event of a daytime fire in a building equipped with a photovoltaic system, even though the mains power supply is disconnected and the inverter has been made safe, said system will have a high voltage at its ends. In fact, this voltage is potentially dangerous for fire extinguishing workers since, for example, it can generate a current conducted through water, poured to put out the fire itself.

Anche nel caso di accesso all’impianto fotovoltaico, per manutenzione, da parte di un operatore, si ha la necessità di mettere in sicurezza l’impianto stesso, al fine di evitare che, a causa di un contatto fortuito con l’impianto, l’operatore possa essere sottoposto ad una tensione potenzialmente pericolosa per la salute. Even in the case of access to the photovoltaic system, for maintenance, by an operator, it is necessary to secure the system itself, in order to avoid that, due to accidental contact with the system, the operator may be subjected to a voltage potentially dangerous for health.

È noto un sistema di sicurezza atto a sezionare l’impianto fotovoltaico a livello modulo. Detto sistema comprende un’unità di controllo a cui vengono connessi elettricamente tutti i pannelli o moduli compresi nell’impianto stesso. A safety system is known to isolate the photovoltaic system at module level. This system includes a control unit to which all the panels or modules included in the system are electrically connected.

Tale soluzione, per impianti con un numero di moduli superiore a dieci, à ̈ necessario posare un numero di cavi elevato. Tale soluzione genera un fascio di cavi di dimensioni elevate difficile da maneggiare e da posare. Inoltre, il cavo di connessione di ogni singolo pannello a detta unità di controllo à ̈, in media, di lunghezza elevata incrementando in tal modo il costo per la realizzazione dell’impianto. Infatti, detto cavo di connessione à ̈ costoso poiché realizzato con leghe a bassa resistenza, garantendo il corretto accoppiamento con il pannello. This solution, for systems with a number of modules higher than ten, it is necessary to lay a high number of cables. This solution generates a bundle of large cables that is difficult to handle and to lay. In addition, the connection cable of each single panel to said control unit is, on average, of considerable length, thus increasing the cost of building the system. In fact, said connection cable is expensive as it is made with low resistance alloys, guaranteeing correct coupling with the panel.

Sono altresì noti sistemi di interruttori atti a sezionare un circuito. Tali sistemi comprendono interruttori del tipo a semiconduttore, i quali interrompono o almeno riducono lo scorrere di una corrente all’interno di detto circuito, senza però garantire un isolamento galvanico dei contatti; quindi, detta tipologia di interruttori non possono essere applicati ad impianti di sicurezza. Switch systems suitable for sectioning a circuit are also known. These systems include semiconductor-type switches, which interrupt or at least reduce the flow of a current inside said circuit, without however guaranteeing galvanic isolation of the contacts; therefore, said type of switches cannot be applied to safety systems.

È inoltre noto l’utilizzo di relà ̈ negli impianti di sicurezza poiché garantiscono un isolamento galvanico fra i contatti. Detti relà ̈ per assicurare l’apertura di un carico elettrico in “DC†vengono realizzati con contatti sovradimensionati, quindi costosi, e con bobine di eccitazione con consumi elevati. It is also known the use of relays in safety systems as they guarantee galvanic isolation between the contacts. To ensure the opening of an electrical load in â € œDCâ €, these relays are made with oversized contacts, therefore expensive, and with excitation coils with high consumption.

La presente invenzione si propone di risolvere i problemi sopracitati, realizzando un sistema per la messa in sicurezza degli impianti fotovoltaici comprendente almeno un’unità centrale e almeno un’unità periferica, in modo tale da permettere la messa in sicurezza di impianti fotovoltaici, anche di grandi dimensioni, sezionando almeno una stringa compresa in detto impianto a livello dei singoli moduli o pannelli compresi in detta stringa. The present invention aims to solve the aforementioned problems by creating a system for the safety of photovoltaic systems comprising at least one central unit and at least one peripheral unit, in such a way as to allow the safety of photovoltaic systems, even of large dimensions, by sectioning at least one string included in said system at the level of the individual modules or panels included in said string.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un sistema per la messa in sicurezza di impianti fotovoltaici con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione indipendente 1. An aspect of the present invention relates to a system for securing photovoltaic plants with the characteristics of the attached independent claim 1.

Le caratteristiche accessorie sono riportate nelle allegate rivendicazioni dipendenti. The accessory characteristics are reported in the attached dependent claims.

Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema, secondo la presente invenzione, saranno meglio chiari ed evidenti dalla descrizione di diverse forme di realizzazione del sistema, e dalle figure allegate le quali illustrano rispettivamente: The characteristics and advantages of the system, according to the present invention, will be better clear and evident from the description of different embodiments of the system, and from the attached figures which respectively illustrate:

• la figura 1 mostra uno schema a blocchi del sistema secondo la presente invenzione; â € ¢ Figure 1 shows a block diagram of the system according to the present invention;

• la figura 2 mostra una forma di realizzazione dello schema elettrico del sistema di figura 1; â € ¢ Figure 2 shows an embodiment of the electrical diagram of the system of Figure 1;

• la figura 3 mostra un’ulteriore forma di realizzazione dello schema elettrico generale del sistema di figura 1; â € ¢ Figure 3 shows a further embodiment of the general electrical diagram of the system of Figure 1;

• la figura 4 mostro, nel dettaglio, lo schema elettrico di figura 3. â € ¢ Figure 4 shows, in detail, the wiring diagram of Figure 3.

Con riferimento alle citate figure, il sistema per la messa in sicurezza, secondo la presente invenzione, à ̈ applicabile ad uno o più impianti solari “I†per la generazione di energia elettrica, comprendenti ciascuno una pluralità di moduli o pannelli solari “P†i quali, in uso, sono connessi elettricamente in una o più serie denominate stringhe “S†. With reference to the aforementioned figures, the safety system, according to the present invention, can be applied to one or more solar systems â € œIâ € for the generation of electricity, each comprising a plurality of modules or solar panels â € œPâ € which, in use, are electrically connected in one or more series called â € œSâ € strings.

Detto sistema comprende almeno un’unità centrale 3 ed almeno una unità periferica 4. Said system comprises at least one central unit 3 and at least one peripheral unit 4.

Detta almeno un’unità centrale 3 comprende almeno un unità di controllo 32, ed à ̈ connessa elettricamente ad una o più stringhe “S†, ed ad una fonte di alimentazione 2 atta ad alimentare detto sistema di sicurezza. Said at least one central unit 3 comprises at least one control unit 32, and is electrically connected to one or more â € œSâ € strings, and to a power source 2 suitable for powering said safety system.

Detta almeno una unità periferica 4 à ̈ connessa elettricamente ad almeno una stringa “S†e con detta unità centrale 3, e comprende una pluralità di interruttori (43, 33), controllati elettricamente ed opportunamente connessi ad uno o più pannelli “P†compresi in detta stringa “S†. Said at least one peripheral unit 4 is electrically connected to at least one string â € œSâ € and with said central unit 3, and includes a plurality of switches (43, 33), electrically controlled and suitably connected to one or more â € œPâ panels € included in said string â € œSâ €.

Detta almeno un’unità centrale 3, a seguito dell’interruzione della tensione della fonte di alimentazione 2, à ̈ atta, tramite detta unità di controllo 32, ad isolare almeno una stringa “S†, interrompendo la corrente in detta stringa “S†, e sezionare detta stringa “S†, aprendo detta pluralità interruttori (43 33), in modo tale che detta stringa “S†, sia isolata galvanicamente e che ai suoi capi vi sia al massimo una prestabilita tensione bassa di sicurezza. Said at least one central unit 3, following the interruption of the voltage of the power source 2, is able, through said control unit 32, to isolate at least one string â € œSâ €, interrupting the current in said string â € œSâ €, and dissect said string â € œSâ €, opening said plurality of switches (43 33), in such a way that said string â € œSâ €, is galvanically isolated and that at its ends there is at most a predetermined low voltage safety.

Ai fini della presente invenzione con il termine ai capi vi sia al massimo una prestabilita tensione di sicurezza si intende che ai capi della stringa “S†à ̈ presente una tensione compresa fra 0Vdc e una tensione prestabilita di sicurezza come da definizione Safety Extra Low Voltage. Come illustrato in figura 1, l’unità centrale 3 viene connessa all’alimentazione 2, la quale à ̈, preferibilmente, la tensione di rete (240Vac 400Vac). Inoltre, detta unità centrale 3 viene connessa ad un inverter 10, generalmente compreso all’interno degli impianti fotovoltaici, per immettere la potenza prodotta dall’impianto “I†in continua, nella rete di distribuzione dell’energia in alternata. For the purposes of the present invention, the term at the ends there is at most a predetermined safety voltage means that at the ends of the string â € œSâ € there is a voltage between 0Vdc and a predetermined safety voltage as per the Safety Extra Low definition. Voltage. As shown in figure 1, the central unit 3 is connected to the power supply 2, which is preferably the mains voltage (240Vac 400Vac). Furthermore, said central unit 3 is connected to an inverter 10, generally included within the photovoltaic systems, to introduce the power produced by the â € œIâ € system in continuous mode, into the AC energy distribution network.

A detta unità centrale 3 vengono connesse una o più unità periferiche 4, opportunamente connesse fra loro, ad esempio connesse in parallelo o in serie, in funzione delle caratteristiche dell’impianto “I†. One or more peripheral units 4 are connected to said central unit 3, suitably connected to each other, for example connected in parallel or in series, according to the characteristics of the system â € œIâ €.

Ad ogni unità periferica 4 à ̈ connessa una o più serie stringhe “S†di pannelli “P†, in cui dette stringhe “S†comprendono ognuna almeno un pannello “P†. One or more series of â € œSâ € strings of â € œPâ € panels are connected to each peripheral unit 4, in which said â € œSâ € strings each include at least one â € œPâ € panel.

Durante il normale uso dell’impianto “I†, ogni unità periferica 4 connette in serie i vari pannelli “P†, compresi in ogni stringa “S†ad esso collegata, per consentire la produzione di energia elettrica la quale viene immessa in rete dall’inverter 10. During normal use of the â € œIâ € system, each peripheral unit 4 connects the various â € œPâ € panels in series, included in each â € œSâ € string connected to it, to allow the production of electricity which is fed into the grid by the inverter 10.

A detta unità centrale 3 giungono i capi di una o più stringhe “S†connesse alle rispettive unità periferiche 4. The ends of one or more â € œSâ € strings connected to the respective peripheral units 4 reach said central unit 3.

Ogni unità periferica 4 à ̈ connessa all’unità centrale 3 tramite almeno una linea dati 5, preferibilmente una linea seriale, ad esempio implementante lo standard RS-485. Each peripheral unit 4 is connected to the central unit 3 via at least one data line 5, preferably a serial line, for example implementing the RS-485 standard.

Tramite detta linea dati 5, l’unità centrale 3 ed in particolare l’unità di controllo 32, può comunicare con le singole unità periferiche 4, al fine di sezionare una o più porzioni dell’impianto “I†, in caso di pericolo o durante le fasi di manutenzione dell’impianto stesso. Through said data line 5, the central unit 3 and in particular the control unit 32, can communicate with the single peripheral units 4, in order to disconnect one or more portions of the system â € œIâ €, in in case of danger or during the maintenance phases of the system itself.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 2, l’unità di controllo 32 à ̈ atta a gestire una pluralità di interruttori 33, in uso chiusi, compresi nell’unità periferica 4, atti ad aprirsi, in modo tale che almeno una stringa “S†, o una sezione di essa “S’†, sia isolata galvanicamente e che ai suoi capi vi sia una prestabilita tensione bassa di sicurezza, ad esempio in caso dell’interruzione della tensione della fonte di alimentazione 2. In the embodiment illustrated in Figure 2, the control unit 32 is able to manage a plurality of switches 33, in use closed, included in the peripheral unit 4, able to open, so that at least one string â € œSâ €, or a section of it â € œSâ € ™, is galvanically isolated and that its ends have a pre-established low safety voltage, for example in case of interruption of the voltage of the power source 2 .

Ai fini della presente invenzione, con il termine interruttore si intende un dispositivo elettromeccanico atto a interrompere la corrente in almeno una porzione di circuito elettrico realizzando un isolamento galvanico fra i contatti. For the purposes of the present invention, the term switch means an electromechanical device adapted to interrupt the current in at least one portion of the electrical circuit by providing galvanic isolation between the contacts.

Nella forma di realizzazione di figura 2 detti interruttori 33 sono relà ̈ elettromeccanici normalmente aperti. Detti relà ̈ comprendono una bobina che deve essere percorsa da corrente, per poter far si che detto interruttore 33 chiuda il contatto, al fine di realizzare la stringa “S†. L’utilizzo di relà ̈ permette di avere un isolamento galvanico fra i contatti tramite air gap, quindi, pienamente applicabili in sistemi di sicurezza. In the embodiment of Figure 2 said switches 33 are normally open electromechanical relays. Said relays comprise a coil which must be traversed by current, in order to be able to cause said switch 33 to close the contact, in order to realize the string â € œSâ €. The use of relays allows to have a galvanic isolation between the contacts through air gap, therefore, fully applicable in safety systems.

La rimozione della tensione di alimentazione dei relà ̈ causa la loro apertura, aprendo il contatto elettrico. Removing the power supply voltage of the relays causes them to open, opening the electrical contact.

L’aperture dei degli interruttori 33, in modo sostanzialmente contemporaneo, fa si che la capacità di interruzione e di sezionamento richiesto ad ogni singolo interruttore 33 sia ridotta. Tale soluzione consente di utilizzare relà ̈ con dimensioni dei contatti ridotte, quindi, facilmente integrabili in un sistema elettronico, e con bobine di eccitazione a ridotto consumo. The opening of the switches 33, in a substantially simultaneous way, means that the breaking and sectioning capacity required of each individual switch 33 is reduced. This solution makes it possible to use relays with reduced contact dimensions, therefore, easily integrated into an electronic system, and with low consumption excitation coils.

L’apertura degli interruttori 33, compresi in una stringa “S†, permette il sezionamento della stringa “S†stessa, ad esempio a livello di ogni singolo pannello “P†, ponendo intrinsecamente almeno detta porzione dell’impianto “I†sezionata, in sicurezza. The opening of the switches 33, included in a string â € œSâ €, allows the sectioning of the string â € œSâ € itself, for example at the level of each single panel â € œPâ €, intrinsically placing at least said portion of the system â € œIâ € sectioned, safely.

Preferibilmente, ad ogni pannello “P†, compreso nella stringa “S†, sono connessi due interruttori 33, rispettivamente un primo interruttore connesso al morsetto di catodo ed un secondo interruttore connesso al morsetto di anodo di ogni pannello “P†. Preferably, two switches 33 are connected to each â € œPâ € panel, included in the â € œSâ € string, respectively a first switch connected to the cathode terminal and a second switch connected to the anode terminal of each â € œPâ € panel.

Preferibilmente, l’interruzione dell’alimentazione 2 avviene a seguito della pressione di un pulsante di emergenza 1. Detto pulsante di emergenza 1, in base alle norme di sicurezza elettrica, à ̈ un interruttore in continua, preferibilmente a pressione, in modo tale che in caso di pericolo, ad esempio un incendio, l’alimentazione 2 sia disconnessa dall’impianto “I†tramite la semplice pressione del pulsante 1. Preferably, the interruption of the power supply 2 occurs following the pressing of an emergency button 1. Said emergency button 1, according to the electrical safety standards, is a continuous switch, preferably by pressure, so that such that in the event of danger, for example a fire, power supply 2 is disconnected from the â € œIâ € system by simply pressing button 1.

Tale pulsante di emergenza 1, oltre ad essere premuto in caso di pericolo, può essere premuto da un operatore addetto alla manutenzione dell’impianto, prima di iniziare la manutenzione dell’impianto stesso. This emergency button 1, in addition to being pressed in case of danger, can be pressed by an operator assigned to maintenance of the system, before starting maintenance on the system itself.

Nella forma di realizzazione alternativa, illustrata in figura 3, l’unità periferica 4 comprende una pluralità di interruttori (43, 33), ed in particolare almeno un interruttore 33 atto ad interrompere una corrente continua, ad esempio all’interno di una stringa “S†, ed uno o più sezionatori 43, atti a sezionare detta stringa “S†in una pluralità di sezioni “S’†isolate galvanicamente dal resto dell’impianto “I†. In the alternative embodiment, illustrated in Figure 3, the peripheral unit 4 comprises a plurality of switches (43, 33), and in particular at least one switch 33 suitable for interrupting a direct current, for example inside a string â € œSâ €, and one or more disconnectors 43, suitable for sectioning said string â € œSâ € into a plurality of â € œSâ € ™ sections galvanically isolated from the rest of the â € œIâ € system.

Detto interruttore 33 à ̈ un relà ̈ atto ad aprire un contatto elettrico in continua, interrompendo lo scorrere della corrente nella stringa “S†, spegnere l’arco elettrico generato durante l’apertura dei contatti, assicurando un isolamento elettrico. Said switch 33 is a relay suitable for opening a direct electric contact, interrupting the flow of current in the string â € œSâ €, extinguishing the electric arc generated during the opening of the contacts, ensuring electrical insulation.

Preferibilmente, ogni interruttore 33 à ̈ posto in serie ad una stringa “S†, ed ha caratteristiche strutturali atte ad interrompere la corrente che scorre all’interno della stringa “S†stessa. In particolare, detto interruttore 33 à ̈ un relà ̈, il quale comprende un interruttore elettromeccanico ed un interruttore a stato solido, posti in parallelo, in modo tale da incrementare le prestazioni dell’interruttore 33. Preferably, each switch 33 is placed in series with a string â € œSâ €, and has structural characteristics suitable for interrupting the current flowing inside the string â € œSâ € itself. In particular, said switch 33 is a relay, which comprises an electromechanical switch and a solid state switch, placed in parallel, so as to increase the performance of the switch 33.

Il sistema secondo la presente invenzione, grazie alla pluralità di unità periferiche 4 consente di ridurre il numero di pannelli “P†compresi in ogni stringa “S†, permettendo di utilizzare interruttori 33 con dimensioni strutturali ridotte, poiché la capacità di interruzione à ̈ inferiore. The system according to the present invention, thanks to the plurality of peripheral units 4, allows to reduce the number of â € œPâ € panels included in each â € œSâ € string, allowing the use of switches 33 with reduced structural dimensions, since the breaking capacity It is lower.

Un ulteriore metodo per ridurre la capacità di interruzione richiesta all’interruttore 33, per l’apertura dei contatti, e la conseguenza interruzione della corrente nella stringa “S†, à ̈ possibile posizionare più di un interruttore 33 in serie, ad esempio due. A further method to reduce the breaking capacity required by the switch 33, for the opening of the contacts, and the consequent interruption of the current in the string â € œSâ €, it is possible to place more than one circuit breaker 33 in series, for example two.

Detti uno o più sezionatori 43, invece, sono atti a sezionare detta stringa in una pluralità di sezioni di stringa “S’†. Said one or more disconnectors 43, on the other hand, are suitable for sectioning said string into a plurality of string sections â € œSâ € ™ â €.

Ai fini della presente invenzione, con il termine sezionatore si intende un interruttore in grado di aprire una linea, garantendo un isolamento galvanico fra i contatti quando su detta linea à ̈ sostanzialmente assente lo scorrimento di corrente. For the purposes of the present invention, the term disconnector means a switch capable of opening a line, guaranteeing galvanic isolation between the contacts when current flow is substantially absent on said line.

Ai fini della presente invenzione, con il termine corrente sostanzialmente nulla, si intende una corrente inferiore a 1/10 della corrente nominale che scorre, in uso, nella stringa “S†. For the purposes of the present invention, the term substantially zero current means a current lower than 1/10 of the rated current flowing, in use, in the string â € œSâ €.

In particolare, detti sezionatori 43 hanno caratteristiche tecniche e funzionali tali da assicurare l’isolamento con air gap, ma senza che sia richiesto il potere di interruzione della corrente. In particular, said disconnectors 43 have technical and functional characteristics such as to ensure insulation with an air gap, but without the need for the power to break the current.

Nel caso di interruzione dell’alimentazione 2, l’interruttore 33 viene aperto bloccando lo scorrere della corrente in almeno una stringa “S†. A seguito dell’interruzione di corrente nella stringa “S†la pluralità di sezionatori 43 à ̈ atta a sezionare detta stringa “S†, garantendo un isolamento galvanico. In the event of a power failure 2, switch 33 is opened, blocking the flow of current in at least one â € œSâ € string. Following the interruption of the current in the â € œSâ € string, the plurality of disconnectors 43 is suitable for sectioning said â € œSâ € string, guaranteeing galvanic isolation.

Datti sezionatori 43 sono, preferibilmente, atti a sezionare la stringa “S†a livello di ogni singolo pannello “P†compreso nella stringa stessa. In particolare detti sezionatori 43 possono essere, ad esempio, relà ̈ a due scambi. The disconnectors 43 are preferably suitable for sectioning the string â € œSâ € at the level of each individual â € œPâ € panel included in the string itself. In particular, said disconnectors 43 can be, for example, two-exchange relays.

Preferibilmente, ad ogni pannello “P†compreso nella stringa “S†sono connessi due sezionatori 43, rispettivamente un primo sezionatore connesso al morsetto di catodo ed un secondo sezionatore connesso al morsetto di anodo di ogni pannello “P†. Preferably, two disconnectors 43 are connected to each â € œPâ € panel included in the â € œSâ € string, respectively a first disconnector connected to the cathode terminal and a second disconnector connected to the anode terminal of each â € œPâ € panel.

Nella forma di realizzazione illustrata nel dettaglio in figura 4, detta unità centrale 30 comprende almeno un dispositivo di accumulo energia 34, atto ad alimentare temporaneamente detto sistema di sicurezza in caso di interruzione dell’alimentazione 2. In the embodiment illustrated in detail in Figure 4, said central unit 30 comprises at least one energy storage device 34, capable of temporarily supplying said safety system in the event of a power failure 2.

Tale dispositivo di accumulo energia 34, in una forma di realizzazione preferita, comprende un condensatore atto a garantire un valore di tensione predeterminato, un dispositivo di carica del condensatore, atto alla stabilizzazione dell’energia, proveniente da una fonte di energia, ad esempio la rete di distribuzione dell’energia, al fine di caricare detto condensatore, ed almeno un dispositivo di controllo atto a gestire la carica del condensatore stesso al fine di preservarne le prestazioni. This energy storage device 34, in a preferred embodiment, comprises a capacitor suitable for guaranteeing a predetermined voltage value, a capacitor charging device, suitable for stabilizing the energy coming from an energy source, for example the energy distribution network, in order to charge said capacitor, and at least one control device able to manage the charge of the capacitor itself in order to preserve its performances.

Detto dispositivo di accumulo energia 34, in una forma di realizzazione, viene alimentato tramite uno o più pannelli “P†. Said energy storage device 34, in one embodiment, is powered by one or more panels â € œPâ €.

Detta unità di controllo 32 comprende, inoltre, almeno un dispositivo di monitoraggio 321, atto a rilevare l’interruzione dell’alimentazione 2. Said control unit 32 also comprises at least one monitoring device 321, suitable for detecting the interruption of the power supply 2.

Tale dispositivo di monitoraggio 321 monitora la linea di alimentazione 2 al fine di rilevare, ad esempio, una diminuzione della tensione al di sotto di una soglia predeterminata di tensione. This monitoring device 321 monitors the power supply line 2 in order to detect, for example, a decrease in voltage below a predetermined voltage threshold.

Detta soglia predeterminata di tensione corrisponde, ad esempio, 1/10 della tensione nominale dell’alimentazione 2. Nella forma di realizzazione preferita detto dispositivo di monitoraggio à ̈, ad esempio, un voltmetro atto a misurare la tensione ai capi dell’alimentazione 2. Said predetermined voltage threshold corresponds, for example, to 1/10 of the rated voltage of the power supply 2. In the preferred embodiment, said monitoring device is, for example, a voltmeter suitable for measuring the voltage across the power supply. 2.

Tale soluzione consente di utilizzare sezionatori 43 anziché interruttori 33, richiedendo una ridotta capacità di interruzione e consumi di corrente ridotti per la gestione del sistema secondo la presente invenzione. This solution allows to use disconnectors 43 instead of switches 33, requiring a reduced breaking capacity and reduced current consumption for the management of the system according to the present invention.

Detta unità di controllo 32 comprende, inoltre, un elaboratore dati 322, atto a elaborare i dati provenienti da detto dispositivo di monitoraggio 321 e trasmettere gli opportuni segnali alle unità periferiche 4. Said control unit 32 also comprises a data processor 322, suitable for processing the data coming from said monitoring device 321 and transmitting the appropriate signals to the peripheral units 4.

In particolare, detto elaboratore dati 322 à ̈ atto a comparare la tensione misurata dal dispositivo di monitoraggio 321 e compararla con la tensione di soglia prestabilita. Se la tensione misurata dal dispositivo di monitoraggio 321 à ̈ al di sotto della suddetta tensione di soglia l’elaboratore dati 322 fa si che il sistema, secondo la presente invenzione, metta in sicurezza l’impianto “I†, o almeno una porzione di esso. In particular, said data processor 322 is adapted to compare the voltage measured by the monitoring device 321 and compare it with the predetermined threshold voltage. If the voltage measured by the monitoring device 321 is below the aforementioned threshold voltage, the data processor 322 causes the system, according to the present invention, to secure the system â € œIâ €, or at least a portion of it.

Detta unità di controllo 32 à ̈, inoltre, atta ad eseguire un programma per elaboratore, opportunamente memorizzato su un supporto di memoria non volatile, atto a eseguire una serie di fasi operative, preferibilmente consecutive, atte alla messa in sicurezza di impianti solari (I) per la generazione di energia elettrica. Said control unit 32 is also suitable for executing a computer program, suitably stored on a non-volatile memory support, suitable for carrying out a series of operating phases, preferably consecutive, suitable for securing solar systems (I ) for the generation of electricity.

Detto programma svolge le seguenti fasi operative: • monitoraggio alimentazione 2; This program carries out the following operational phases: â € ¢ power supply monitoring 2;

• rilevamento riduzione dell’alimentazione 2 al di sotto di una soglia predeterminata; â € ¢ power supply reduction detection 2 below a predetermined threshold;

• apertura circuito elettrico di una o più stringhe “S†; â € ¢ opening of the electrical circuit of one or more â € œSâ € strings;

• sezionamento stringa “S†, in sezioni di stringa “S’†; â € ¢ string sectioning â € œSâ €, into string sections â € œSâ € ™ â €;

• isolamento galvanico della sezione di stringa “S’†con ai suoi capi una prestabilita tensione bassa di sicurezza. â € ¢ Galvanic isolation of the string section â € œSâ € ™ â € with a pre-established safety low voltage at its ends.

La fase di monitoraggio alimentazione 2 prevede che il dispositivo di monitoraggio 321 monitori l’alimentazione 2 al fine di rilevare, ad esempio, una riduzione della tensione dell’alimentazione 2 al di sotto di una predeterminata soglia. The power supply monitoring phase 2 provides that the monitoring device 321 monitors the power supply 2 in order to detect, for example, a reduction in the voltage of the power supply 2 below a predetermined threshold.

Detto dispositivo di monitoraggio 321 continua a monitorare la linea 2 inviando, ad esempio ad intervalli regolari, la misura di tensione verso l’unità di controllo 32 ed in particolare all’elaboratore dati 322. In caso di riduzione, ad esempio, della tensione dell’alimentazione 2, il valore misurato dal dispositivo di monitoraggio 321 inviato all’elaboratore dati 322 sarà inferiore alla soglia prestabilita. Nella fase di rilevamento riduzione dell’alimentazione 2 al di sotto di una soglia predeterminata l’elaboratore dati 322 rileva che la tensione misurata dal dispositivo di monitoraggio à ̈ al di sotto della soglia prestabilita. Successivamente, si passa alla fase di apertura circuito elettrico di una o più stringhe “S†. In detta fase l’unità di controllo 32, preferibilmente l’elaboratore dati 322, invia il comando di apertura agli interruttori 33, ai quali, nella forma di realizzazione preferita, viene disalimentata la bobina aprendo i contatti del relà ̈. Said monitoring device 321 continues to monitor line 2 by sending, for example at regular intervals, the voltage measurement to the control unit 32 and in particular to the data processor 322. In case of reduction, for example, of the power supply voltage 2, the value measured by the monitoring device 321 sent to the data processor 322 will be lower than the preset threshold. In the phase of detecting reduction of the power supply 2 below a predetermined threshold, the data processor 322 detects that the voltage measured by the monitoring device is below the predetermined threshold. Subsequently, we move on to the phase of opening the electric circuit of one or more â € œSâ € strings. In said phase the control unit 32, preferably the data processor 322, sends the opening command to the switches 33, to which, in the preferred embodiment, the coil is disconnected by opening the relay contacts.

La fase di sezionamento stringa “S†, in sezioni di stringa “S’†nella forma di realizzazione illustrata in figura 2 avviene contestualmente alla fase di apertura circuito elettrico citata pocanzi. L’unità di controllo 32, preferibilmente l’elaboratore dati 322, invia contemporaneamente il segnale di apertura a tutti gli interruttori 33. The phase of sectioning the string â € œSâ €, into sections of the string â € œSâ € ™ â € in the embodiment illustrated in Figure 2 occurs at the same time as the opening phase of the electric circuit mentioned above. The control unit 32, preferably the data processor 322, simultaneously sends the opening signal to all the switches 33.

Nella forme di realizzazione illustrata in figura 3 e 4 il sezionamento avviene successivamente alla fase di apertura circuito elettrico dopo un predeterminato periodo di tempo. Infatti, l’unità di controllo 32, preferibilmente l’elaboratore dati 322, invia inizialmente il segnale di apertura all’interruttore 33 e successivamente, dopo un periodo di tempo predeterminato, il segnale di apertura ai sezionatori 43. Tale periodo di tempo predeterminato à ̈ sostanzialmente il tempo medio necessario all’interruttore 33 a ridurre la corrente circolante all’interno della stringa “S†al di sotto di una soglia predeterminata prossima a zero. Tale periodo, quindi, corrisponde in media al tempo di reazione dell’interruttore 33. Quindi, à ̈ possibile tarare il tempo fra il segnale di apertura dell’interruttore 33 e dei sezionatori 43, in funzione delle caratteristiche tecniche sia dell’interruttore 33, ed in particolare il tempo di commutazione, e dei sezionatori 43, ad esempio dimensione dei contatti. In the embodiment illustrated in figures 3 and 4 the disconnection takes place after the electric circuit opening step after a predetermined period of time. In fact, the control unit 32, preferably the data processor 322, initially sends the opening signal to the circuit-breaker 33 and subsequently, after a predetermined period of time, the opening signal to the disconnectors 43. predetermined time is substantially the average time necessary for the circuit-breaker 33 to reduce the current circulating inside the string â € œSâ € below a predetermined threshold close to zero. This period, therefore, corresponds on average to the reaction time of the circuit-breaker 33. Therefore, it is possible to set the time between the opening signal of the circuit-breaker 33 and the disconnectors 43, according to the technical characteristics of both the switch 33, and in particular the switching time, and of the disconnectors 43, for example the size of the contacts.

Preferibilmente, detta fase di sezionamento stringa “S†viene svolta successivamente al completo annullamento della corrente nella stringa “S†a seguito della fase di aperture circuito elettrico. Preferably, said phase of sectioning the string â € œSâ € is carried out after the complete cancellation of the current in the string â € œSâ € following the phase of opening the electric circuit.

Successivamente, si passa alla fase di isolamento galvanico della sezione di stringa “S’†con ai suoi capi una prestabilita tensione bassa di sicurezza. In detta fase in seguito alla fase di sezionamento, viene garantito l’isolamento galvanico ai capi di dette porzioni di stringa “S’†. Ai capi di dette porzioni di stringa “S’†à ̈ presente una tensione bassa conforme con le normative di sicurezza elettrica. Preferibilmente, detta porzioni di stringa “S’†comprende un solo pannello “P†poiché il sezionamento della stringa “S†avviene a livello di ogni singolo pannello “P†il quale ai suoi capi, in uso ha una tensione pienamente conforme alle normative in ambito di sicurezza elettrica. Subsequently, we move on to the galvanic isolation phase of the string section â € œSâ € ™ â € with a pre-established low safety voltage at its ends. In this phase, following the sectioning phase, galvanic isolation is guaranteed at the ends of said portions of the string â € œSâ € ™ â €. At the ends of these portions of string â € œSâ € ™ â € there is a low voltage in compliance with the electrical safety regulations. Preferably, called portions of string â € œSâ € ™ â € includes only one panel â € œPâ € since the sectioning of the string â € œSâ € occurs at the level of each single panel â € œPâ € which at its ends, in use it has a voltage fully compliant with electrical safety regulations.

Nella forma di realizzazione preferita l’unità centrale à ̈ posta in prossimità del pulsante di sicurezza 1, ad esempio in prossimità dei quadri elettrici dell’impianto “I†, mentre, ogni unità periferica 4 posizionata in prossimità ad una o più stringhe “S†ad esso collegate. In the preferred embodiment, the central unit is placed near the safety button 1, for example near the electrical panels of the system â € œIâ €, while each peripheral unit 4 positioned near one or more â € œSâ € strings connected to it.

Le varie unità periferiche 4 sono, preferibilmente, connesse in serie fra loro. L’unità periferica 4 comprende un involucro di protezione atto a proteggere i dispositivi elettronici, in esso compresi, dalle intemperie, poiché viene normalmente posta in prossimità della serie, in luoghi non coibentati. The various peripheral units 4 are preferably connected in series with each other. The peripheral unit 4 includes a protective casing designed to protect the electronic devices, included therein, from bad weather, since it is normally placed close to the series, in non-insulated places.

Sia l’unità centrale 3 sia ogni unità periferica 4 risultano pienamente conformi alle normative in ambito di compatibilità elettromagnetica. Both the central unit 3 and each peripheral unit 4 are fully compliant with the regulations in the field of electromagnetic compatibility.

Nella forma di realizzazione, illustrata nelle figure 3 e 4, ad ogni unità periferica 4 à ̈ connessa ad una sola stringa “S†, la quale à ̈ composta da una pluralità di pannelli “P†, e comprende un interruttore 33 una pluralità di sezionatori 43, preferibilmente due sezionatori 43 per ogni pannello “P†compreso nella stringa “S†. In the embodiment, illustrated in Figures 3 and 4, each peripheral unit 4 is connected to a single string â € œSâ €, which is composed of a plurality of â € œPâ € panels, and includes a switch 33 one plurality of disconnectors 43, preferably two disconnectors 43 for each â € œPâ € panel included in the string â € œSâ €.

Il sistema secondo la presente invenzione può essere connesso ad un elaboratore, o ad un personal computer per il monitoraggio del sistema da remoto tramite un collegamento implementante, ad esempio, il protocollo Ethernet. In particolare, l’unità centrale 3 può essere connessa ad una rete di calcolatori, e il sistema secondo, la presente invenzione, può essere attivato da remoto. The system according to the present invention can be connected to a computer, or to a personal computer for remote monitoring of the system through a connection implementing, for example, the Ethernet protocol. In particular, the central unit 3 can be connected to a computer network, and the second system, the present invention, can be activated remotely.

L’unità centrale 3 à ̈ connessa tramite una seconda linea dati 51 con l’inverter 10 in modo tale da poter ottenere informazioni supplementari sull’impianto “I†e sulla rete di distribuzione dell’energia, in modo tale da poter intervenire tempestivamente, per la messa in sicurezza dell’impianto “I†, o di almeno una porzione di esso, in caso di pericolo o malfunzionamenti dell’impianto stesso. The central unit 3 is connected via a second data line 51 with the inverter 10 in such a way as to be able to obtain additional information on the â € œIâ € system and the energy distribution network, in such a way to be able to intervene promptly, for the safety of the â € œIâ € system, or at least a portion of it, in the event of danger or malfunctions of the system itself.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI: 1. Sistema per la messa in sicurezza di uno o più impianti solari (I) per la generazione di energia elettrica, ciascun impianto comprendendo una pluralità di pannelli solari (P), in uso, connessi elettricamente in serie a formare una o più stringhe (S); caratterizzato dal fatto di comprendere: • almeno un’unità centrale (3), connessa elettricamente ad una o più di tali stringhe (S) di pannelli (P) ed ad una fonte di alimentazione (2) atta ad alimentare detto sistema di sicurezza, comprendente almeno un unità di controllo (32); • almeno una unità periferica (4), connessa elettricamente ad almeno una stringa (S), e a detta unità centrale (3), comprendente una pluralità di interruttori (43, 33), controllati elettricamente ed opportunamente connessi ad uno o più pannelli (P) compresi in detta stringa (S); detta almeno un’unità centrale (3), a seguito dell’interruzione della tensione della fonte di alimentazione (2), à ̈ atta, tramite detta unità di controllo (32), ad isolare almeno una delle stringhe collegate ad essa, interrompendo la corrente in detta stringa (S) e sezionando detta stringa (S), aprendo detta pluralità interruttori (43), in modo tale che detta stringa, sia isolata galvanicamente e che ai suoi capi vi sia al massimo una prestabilita tensione bassa di sicurezza. CLAIMS: 1. System for securing one or more solar plants (I) for the generation of electricity, each plant comprising a plurality of solar panels (P), in use, electrically connected in series to form one or more strings ( S); characterized by the fact of understanding: â € ¢ at least one central unit (3), electrically connected to one or more of these strings (S) of panels (P) and to a power source (2) suitable for powering said safety system, comprising at least one control unit (32); â € ¢ at least one peripheral unit (4), electrically connected to at least one string (S), and to said central unit (3), comprising a plurality of switches (43, 33), electrically controlled and suitably connected to one or more panels (P) included in said string (S); said at least one central unit (3), following the interruption of the voltage of the power supply source (2), is able, through said control unit (32), to isolate at least one of the strings connected to it, interrupting the current in said string (S) and disconnecting said string (S), opening said plurality of switches (43), in such a way that said string is galvanically isolated and that at its ends there is at most a predetermined low safety voltage . 2. Sistema secondo al rivendicazione 1, in cui detta pluralità di interruttori (43, 33) comprende: almeno un interruttore (33) atto ad interrompere una corrente continua, uno o più sezionatori (43), atti a sezionare detta stringa (S) in una pluralità di sezioni (S’) di essa isolate galvanicamente. System according to claim 1, wherein said plurality of switches (43, 33) comprises: at least one switch (33) adapted to interrupt a direct current, one or more disconnectors (43), suitable for sectioning said string (S) into a plurality of galvanically insulated sections (Sâ € ™). 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità centrale (30) comprende un dispositivo di accumulo energia (34), atto ad alimentare temporaneamente detto sistema di sicurezza in caso di interruzione dell’alimentazione(2). 3. System according to claim 1, wherein said central unit (30) comprises an energy storage device (34), adapted to temporarily power said safety system in the event of a power failure (2). 4. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità di controllo 32 comprende almeno un dispositivo di monitoraggio (321), atto a rilevare l’interruzione dell’alimentazione (2) ed un elaboratore dati (322), atto a elaborare i dati provenienti da detto dispositivo di monitoraggio (321) e trasmettere gli opportuni segnali all’unità periferica (4). 4. System according to claim 1, wherein said control unit 32 comprises at least a monitoring device (321), suitable for detecting the interruption of the power supply (2) and a data processor (322), suitable for processing the data coming from said monitoring device (321) and transmitting the appropriate signals to the peripheral unit (4). 5. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema comprende una pluralità di interruttori (33), ognuno atto ad isolare una sola stringa (S). 5. System according to claim 1, wherein the system comprises a plurality of switches (33), each one adapted to isolate a single string (S). 6. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 5, in cui ogni unità periferica (4) à ̈ connessa ad una sola stringa (S) e comprende una pluralità di sezionatori (43) atti a sezionare la stringa (S) isolando ogni singolo pannello (P) compresi nella stringa (S). 6. System according to claim 1 or 5, in which each peripheral unit (4) is connected to a single string (S) and comprises a plurality of disconnectors (43) suitable for sectioning the string (S) by isolating each single panel ( P) included in the string (S). 7. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui l’interruzione dell’alimentazione (2) avviene a seguito della pressione di un pulsante di emergenza (1). 7. System according to claim 1, in which the interruption of the power supply (2) occurs following the pressing of an emergency button (1). 8. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui il dispositivo di accumulo energia (34) viene alimentato tramite uno o più pannelli (P) 8. System according to claim 3, in which the energy storage device (34) is powered by one or more panels (P) 9. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui detto pulsante di emergenza (1) à ̈ un interruttore in continua. Barzanò & Zanardo Milano S.p.A.System according to claim 7, wherein said emergency button (1) is a continuous switch. Barzanò & Zanardo Milano S.p.A.
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