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La nuova norma CEI 0-21: primo aggiornamento 2012

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Impatto sul mondo del fotovoltaico, in particolare per quanto riguarda gli inverter per la connessione alle reti di bassa tensione

La nuova Norma CEI 0-21 è stata pubblicata per la prima volta nel Dicembre 2011. In seguito a criticità riscontrate dagli operatori, il CEI ha ritenuto opportuno pubblicare un aggiornamento a Giugno 2012.
 
La Norma CEI 0-21 ha l'obiettivo di definire i criteri tecnici per la connessione degli Utenti alle reti elettriche di distribuzione con tensione nominale in corrente alternata fino a 1 kV compreso. Per gli Utenti attivi, inoltre, la Norma ha lo scopo di definire l'avviamento, l'esercizio ed il distacco dell'impianto di produzione.
 
La Norma CEI 0-21 ha un forte impatto sul mondo del fotovoltaico, soprattutto per quanto riguarda gli inverter per la connessione alle reti di bassa tensione che dovranno rispondere a nuovi e importanti requisiti. Di conseguenza l'entrata in vigore della norma ed il suo transitorio rappresentano due elementi chiave per il mercato sia in termini di adeguamento tecnologico sia in termini di esaurimento scorte degli inverter non adeguabili.
 
Il capitolo 8 della Norma definisce i nuovi servizi che l'inverter dovrà fornire alla rete.
Tali servizi sono:
 
• Condizioni di connessione, riconnessione ed erogazione graduale della potenza
In impianti di produzione con generatori statici, il collegamento alla rete e la riconnessione, a seguito di intervento delle protezioni di interfaccia, può avvenire esclusivamente qualora la tensione sia compresa tra l'85% e il 110% del valore nominale e la frequenza si trovi stabilmente nell'intervallo 49,9 - 50,1 Hz. Inoltre l'erogazione di potenza per impianti di produzione indirettamente connessi deve avvenire in modo progressivo con un gradiente positivo massimo, con condizioni che variano a seconda che si tratti di un avviamento e sincronizzazione, o di una riconnessione conseguente all'intervento delle protezioni di interfaccia, oppure di un rientro da una situazione transitoria di sovrafrequenza che non ha causato l'intervento delle protezioni di interfaccia stesse.
 
• Immissione di corrente continua
Gli impianti di produzione devono prevedere un sistema per limitare, a regime, l'immissione in rete di correnti con componenti continue superiori allo 0,5 % della corrente nominale. Il rispetto di questo requisito può essere realizzato con:
•  un trasformatore operante alla frequenza di rete,
•  una funzione di protezione sensibile alla componente continua della corrente immessa in rete.
Con questo requisito si prevede di poter sempre eliminare il trasformatore di isolamento qualora l'inverter sia dotato di una protezione sensibile alla componente continua della corrente.
La funzione di protezione deve intervenire sul DDG separando l'inverter dalla rete:
•  in 200 ms se la componente continua supera 1 A;
•  in 1 s se la componente continua supera lo 0,5 % della corrente nominale dell'inverter.
 
• Erogazione della potenza reattiva
Il funzionamento in parallelo alle reti BT del distributore è consentito per:
•  Inverter in impianti di potenza complessiva fino a 3 kW, purché in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo compreso tra cosPhi = 0,98 in assorbimento di reattivo e cosPhi = 0,98 in erogazione di reattivo;
•  inverter in impianti di potenza complessiva superiore a 3 kW e fino a 6 kW, purché ingrado di funzionare con fattore di potenza istantaneo regolabile compreso tra cosPhi = 0,95 in assorbimento di reattivo (comportamento induttivo) e cosPhi = 0,95 in erogazione di reattivo (comportamento capacitivo);
•  inverter in impianto di potenza complessiva superiore a 6 kW, purché in grado di funzionare con fattore di potenza istantaneo regolabile compreso tra cosPhi = 0,90 in assorbimento di reattivo (comportamento induttivo) e cosPhi = 0,90 in erogazione di reattivo (comportamento capacitivo). È consentito un assorbimento o erogazione di una potenza reattiva fino al 48,43 % della potenza attivanominale, per qualsiasi valore istantaneo della potenza attiva erogata, secondo lacurva di capability "rettangolare".
 
• Limitazione della potenza attiva generata
La limitazione della potenza attiva iniettata in rete può essere attuata in maniera automatica per valori di tensione prossimi al 110% del valore nominale per evitare il distacco del generatore dalla rete o in caso di transitori di frequenza sulla rete di trasmissione. Altrimenti può essere attuata su comando esterno proveniente dal distributore in caso di un opportuno sistema di comunicazione (questo solo per impianti di potenza nominale installata superiore a 6kW).
 
• Verifica della insensibilità degli abbassamenti di tensione (LVFRT)
Per evitare che si verifichi l'indebita separazione dalla rete in occasione di buchi di tensione, l'impianto di produzione con potenza complessiva superiore a 6 kW deve essere in grado di soddisfare opportuni requisiti funzionali, che in letteratura internazionale sono indicati con l'acronimo LVFRT (Low Voltage Fault Ride Through).
 
Caratteristiche della Sistema di Protezione di Interfaccia
Il sistema di protezione di interfaccia (SPI) deve avere le seguenti funzioni:
•  protezione di massima/minima frequenza (doppia soglia);
•  protezione di massima/minima tensione (doppia soglia);
•  capacità di ricevere segnali su protocollo serie CEI EN 61850 finalizzati a presenza rete dati (per abilitazione soglie di frequenza) e comando di tele scatto. La funzione di ricevere il segnale su protocollo 61850 è ancora allo studio ed è stata inserita nella Norma come nota informativa.
Il sistema di protezione di interfaccia deve essere realizzato tramite:
•  un dispositivo dedicato (relè di protezione) per impianti di produzione con potenzacomplessiva superiore a 6 kW;
•  un dispositivo integrato nell'apparato di conversione statica oppure un dispositivo dedicato (relè di protezione) per impianti di produzione con potenza fino a 6 kW.

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