Trasformatori per impianti fotovoltaici: perché 0,8 kV e cos'altro specificare

Impianti fotovoltaici su scala industriale e grandi impianti fotovoltaici su tetto utilizzano inverter centrali o a stringa con un'uscita AC di 800 V (a volte 690 V). Collegarli alla rete di media tensione tramite un trasformatore standard da 0,42 kV è possibile solo con una fase di elevazione intermedia – costosa e soggetta a perdite. Lo strumento giusto è un trasformatore di distribuzione con un avvolgimento a bassa tensione di 0,8 kV, che entrambe le serie PNACHO offrono a partire da 630 kVA.

Perché l'avvolgimento LV deve corrispondere all'inverter

Gli inverter sono dispositivi a corrente limitata. A 800 V un inverter da 1 000 kW eroga circa 720 A; a 400 V avrebbe bisogno di 1 440 A – il doppio della sezione del cavo, il doppio del costo della barra collettrice e quattro volte le perdite I²R in ogni metro di cavo LV. I produttori progettano quindi grandi inverter per 800 V e il trasformatore deve seguire.

Come dimensionare il trasformatore per un impianto fotovoltaico

• Potenza nominale = uscita AC degli inverter, non la potenza di picco DC dei moduli. Un campo da 1,2 MWp con 1 000 kW di inverter necessita di un trasformatore da 1 000 kVA.
• Fattore di potenza: i codici di rete richiedono che l'impianto fornisca potenza reattiva (cos φ 0,9 – 0,95 induttivo o capacitivo). Dimensionare il trasformatore per la potenza apparente al cos φ richiesto, ad esempio 1 000 kW / 0,95 = 1 050 kVA → unità da 1 250 kVA, oppure accettare sovraccarichi brevi.
• Ciclo giornaliero: un trasformatore fotovoltaico funziona a carico massimo per alcune ore intorno a mezzogiorno e si ferma di notte. Le basse perdite a vuoto contano di più qui che altrove – durante la notte il trasformatore è un costo puro.

Gruppo vettoriale e requisiti dell'operatore di rete

La maggior parte degli operatori di distribuzione europei accetta Dyn11 per impianti di generazione; alcune reti (parti della Polonia, Germania e Austria) specificano Dyn5. Il gruppo vettoriale non influisce sull'efficienza del trasformatore – è puramente una convenzione di sfasamento che deve corrispondere alla rete esistente quando i trasformatori sono in parallelo o la protezione è coordinata. I trasformatori PNACHO sono forniti come Dyn11 di serie e come Dyn5 su richiesta allo stesso prezzo.

Armoniche e inrush

Gli inverter moderni rispettano i limiti IEC 61000 e producono una bassa distorsione armonica, quindi un trasformatore standard non necessita di derating. Due punti meritano ancora attenzione:

1. Inrush all'avvio del mattino: se l'interruttore MV si chiude con il trasformatore scarico, l'inrush può raggiungere 8–12 × corrente nominale per alcuni cicli. Impostare la protezione MV con un appropriato vincolo di inrush, o energizzare dal lato MV prima che gli inverter si attivino.
2. Schermo elettrostatico: uno schermo tra gli avvolgimenti HV e LV riduce il trasferimento di rumore ad alta frequenza dagli inverter alla rete MV. È un'opzione standard sulle versioni fotovoltaiche PNACHO.

Quale unità scegliere

Per impianti a campo aperto, il PNACHO-O 1000 kVA 21/0.8 kV sigillato ermeticamente è la scelta abituale – classificato per esterni, basse perdite a vuoto, nessuna manutenzione. Per impianti su tetti industriali dove il trasformatore si trova all'interno dell'edificio, il PNACHO-D 1000 kVA 21/0.8 kV evita qualsiasi olio nell'edificio. Tutte le varianti fotovoltaiche sono elencate sotto Prodotti; filtra per bassa tensione 0,8 kV.