Rifasamento dei carichi elettrici in presenza di impianti fotovoltaici

In molti contesti industriali di bassa tensione sono proliferati negli ultimi anni impianti di produzione elettrica da fonte solare

L’introduzione di questa ulteriore fornitura di energia porta ad una variazione delle caratteristiche elettriche del sistema.

Le principali criticità sono:

• diminuzione del cosφ lato distributore, a causa della diminuzione della potenza attiva erogata (poiché fornita dal fotovoltaico), mantenendo costante la potenza reattiva;
• l’aggiunta di un impianto fotovoltaico in scambio sul posto rende insufficiente il rifasatore esistente, in termini di potenza reattiva capacitiva a bordo;
• aumentando il quantitativo di kvar installati, cambia il rapporto tra la potenza del rifasamento e la potenza apparente del trasformatore MT/bt ed è quindi necessario riverificare il rischio di risonanza;
• nelle giornate con nuvole sparse ma cielo terso, il fotovoltaico fornisce un apporto molto variabile in termini di potenza istantanea, con elevato numero di manovre chieste al rifasatore per garantire il corretto cosφ. Vi è quindi un forte impatto sui contattori, che devono essere dimensionati secondo quanto previsto dalla Norma CEI EN 61921;
• aumento della distorsione armonica dovuta alla presenza di inverter del sistema fotovoltaico, con conseguente aggravio dello stress per i condensatori.

I consigli per migliorare la scelta del rifasamento in presenza di impianti elettrici dotati di fotovoltaico sono:

• preferire apparecchiature di rifasamento dotate di induttanza di filtro armonico. Anche se le utenze dell’impianto non sono inquinanti, il rifasatore potrebbe creare problemi di funzionamento allo stadio di uscita dell’inverter che “pilota” l’impianto fotovoltaico. Se l’impianto elettrico dell’utente è già dotato di rifasatore, valutarne attentamente le caratteristiche: un rifasatore privo di induttanze andrebbe sostituito per evitare che mandi in blocco l’inverter o, peggio, che lo danneggi;
• a parità di altre caratteristiche, preferire un rifasatore con più alto numero di gradini. Regolerà meglio il cosφ, evitando le penali imposte dall’AEEG;
• nel calcolo del rifasamento fare riferimento alla potenza contrattuale per evitare che l’eventuale aggiunta di nuovi carichi renda il rifasamento insufficiente.

ESEMPIO PRATICO

• Stabilimento industriale con potenza disponibile di 112 kW
• Cosφ medio annuale di 0.7
• Stabilimento lavori su 3 turni
• Penale annuale per eccesso di consumo di energia reattiva intorno ai 2500/2700 €
• Per rifasare a cosφ 0,95 sono necessari 77 kvar

Se si ipotizza che viene installato sul tetto un impianto fotovoltaico di 30 kWp in scambio sul posto, dai calcoli si ottiene il seguente rifasamento:

• Penale annuale per eccesso di consumo di energia reattiva intorno ai 2800/3000 € (con aggravio di 300 €/anno rispetto alla situazione annuale)
• Considerando anche la potenza dell’impianto fotovoltaico per rifasare a cosφ 0,95 sono necessari 92 kvar